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磁性流体の磁場制御とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 05044076
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関東北大学

研究代表者

神山 新一  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)

研究分担者 CHANTRELL R.  キール大学, 物理科, 教授
O'GRADY K.  ノースウェールズ大学, 電気工学科, リーダー
POPPLEWELL J  ノースウェールズ大学, 電気工学科, リーダー
CHARLES S.W.  ノースウェールズ大学, 化学科, リーダー
中谷 功  科学技術庁, 金属材料技術研究所, 室長
佐藤 明  千葉大学, 工学部, 助手 (50211941)
中塚 勝人  東北大学, 工学部, 教授 (60005345)
山根 隆一郎  東京工業大学, 工学部, 教授 (50016424)
小池 和雄  東北学院大学, 工学部, 助教授 (20108575)
棚橋 隆彦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
SATOH A.  Dept.of Mech.Engng., Chiba University
YAMANE R.  Dept.of Mech.Engng., Tokyo Inst.of Tech.
TANAHASHI T.  Dept.of Mech.Engng., Keio University
KOIKE K.  Dept.of Mech.Engng., Tohokugakuin University
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1994年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1993年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード磁性流体 / 磁場制御 / 微粒子 / 管内流 / ダンパー / アクチュエータ / 凝集
研究概要

日本および英国における磁性流体研究のそれぞれの特徴をいかして、共同研究の実施による磁性流体の研究の新展開を計るための研究計画がたてられ実行された。すなわち、英国では磁性流体の製法と磁気的性質、さらに磁性微粒子の凝集の数値シミュレーションに関して、また、日本では管内流動特性とその応用面開発を中心として、以下のような共同研究が進められた。
1.磁性流体の開発と物性に関する研究
英国側で作製されたコバルト粒子を含む磁性流体の諸特性が、日本側の研究グループ(主に、金属材料技術研究所)により検討された。また、その結果を平成6年11月15日から21日まで神山教授と中谷博士がノースウェールズ大学を訪問した際に持ち寄り、ノースウェールズ大学での測定結果と比較検討することにより、それぞれの特徴ある磁化特性の解明が行われた。
2.磁性粒子の凝集に関する数値シミュレーションに関する研究
研究分担者の佐藤明助手が、平成6年7月3日から10月3日までの3ヶ月間キ-ル大学に滞在し、チャントレル教授のグループと3次元の粒子凝集モデルを用い、新たにクラスタの移動を考慮したモンテカルロ・シミュレーションの手法を適用して粒子凝集の形態に関する共同研究を行い、太い鎖状クラスタを形成する機構を明らかにした。また、磁場下で粒子が凝集することにより粒子内部の磁化ベクトルの方向が変化する様相がpair correlation functionsを用いて検討された。
3.磁性流体の管内流動特性と応用面開発の研究
磁性流体力学の基礎研究として、種々の流れの問題が研究された。すなわち、(1)管内振動流の流動特性、(2)沸騰二相流の流動特性および熱伝達特性についての検討が行われた。
管内振動流の問題では、磁場の作用下で粒子の凝集や濃度分布を考慮して振動流の変動圧力への磁場の影響が理論的に検討され、実験結果をよく説明しうる結果を得ることが出来た。
沸騰二相流動特性の研究では、実験的に蒸気泡発生や二相流のボイド率分布への磁場の影響を超音波エコー診断装置と高速画像処理装置を用いて検討し、エネルギー変換システムとしての流体駆動力を得る立場から望ましい圧力分布に及ぼす磁場の影響がボイジ率分布との関連で明らかにされた。
また、応用面開発の基礎研究として、粘性ダンパーやアクテイブダンパー、アクチュエータ、エネルギー変換システムの流動特性の解明がなされ、磁性流体を用いた機器としての開発の基礎資料が提供された。

報告書

(2件)
  • 1994 研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] 棚橋 隆彦: "非線形マイクロ・ポーラ電磁流体の基礎理論(第3報 保存則・非平衡熱力学・Peltier効果)" 日本機会学会論文集(B編). 59. 1829-1834 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Koike: "Oscillating Flow Driven by a Magnetic Fluid Column under Fluctuating Magnetic Field" J. Magn. Magn. Mater.122. 217-220 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤 明: "強磁性コロイド分散系中における太い鎖状クラスタ形成に関するモンテカルロ・シミュレーション" 日本機会学会論文集(B編). 61(掲載予定). (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kamiyama: "Bubble Behaviour in a Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Proc. 2nd Int. Symp. on Cavitation. 305-310 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakatsuka: "Trends of Magnetic Fluid Applications in Japan" J. Magn. Magn. Mater.122. 387-394 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Nakatani: "Iron-nitride Manetic Fluids Prepared by Vapor-liquid Reaction and their Magnetic Properties" J. Magn. Magn. Mater.122. 10-14 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P. C. Fannin: "On the Use of Complex Susceptibility Data to Complement Magnetic Viscosity Mearsurements" J. Phys. D: Appl. Phys.27. 189-193 (1994)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. W. Chantrell: "Properties of Particulate Recording Media" NATO ASI Series, Kluwer Academic Publishers. 101-136 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G N. Coverdale: "A 3D Simulation of a Particulate Dispersion" J. Magn. Magn. Mater.120. 210-212 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. O'Grady: "Magnetic Characterisation of Thin Film Recording Media" IEEE Trans. Mag.MAG-29. 286-291 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 神山 新一: "精密制御用ニューアクチュエータ便覧(分担執筆) (第1編 第1章 第9節・磁性流体アクチュエータ)" フジ・テクノシステム, 1087 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kamiyama: "Magnetic Fluids and Applications, Handbook (Chapt. 3.9 Hydrodynamics of Magnetic Fluids)" UNESCO(To be published), (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 神山 新一: "数値流体力学シリーズ(分担執筆) (第5巻 第4章 電磁流体)" 東大出版会(発刊予定), (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanahashi: "Fundamental Nonlinear Theory for Micropolar Electrically Conducting Fluids (3rd Report, Conservation Law, Nonequilibrium Thermodyanamics, Peltier Effect)" Trans.of JSME (Ser.B). 59. 1829-1834 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Koike: "Oscillating Flow Driven by a Magnetic Fluid Column under Fluctuating Magnetic Field" J.Magn.Magn.Mater.122. 217-220 (1993)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Satoh: "Monte Calro Simulations of Thick Chain-like Formations of Ferromagnetic Particles in Colloidal Dispersions" Trans.of JSME (Ser.B) (To be published). 61. (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Bubble Behavior in a Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Proc.2nd Int.Symp.on Caviatation. 305-310 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakatsuka: "Trends of Magnetic Fluid Applications in Japan" J.Magn.Magn.Mater.122. 387-394 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Nakatani: "Iron-nitride Magnetic Fluids Prepared by Vapor-liquid Reaction and their Magnetic Properties" J.Magn.Magn.Mater.122. 10-14 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.C.Fannin: "On the Use of Complex Susceptibility Data to Complement Magnetic Viscosity Mearsurements" J.Phys.D : Appl.Phys.27. 189-193 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.W.Chantrell: "Properties of Particulate Recording Media" NATO ASI Series, Kluwer Academic Publishers. 101-136 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.N.Coverdale: "A 3D Simulation of a Particulate Dispersion" J.Magn.Magn.Mater.120. 210-212 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.O'Grady: "Magnetic Characterisation of Thin Film Recording Media" IEEE Trans.Mag.MAG-29. 286-291 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: Fuji Techno System. Handbook of New Actuator for Precise Control (Chap.1.1.9 Magnetic Fluid Actuators), 112-120 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: UNESCO (To be published). Magnetic Fluids and Applications, Handbook (Chap.3.9 Hydrodynamics of Magnetic Fluids), (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: Pub.Co.of University of Tokyo (To be published). Series of Compitational Fluid Dynamics, Vol.5 Chap.4, Analysis of Magnetohydrodynamics, (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 神山 新一: "磁場利用機能性流体の応用" 日本機械学会誌. 96. 896-899 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Magnetic Fluid Properties and Their Applications" Trends in Chemical Engineering. 1. 393-399 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 棚橋 隆彦: "非線形マイクロ・ポーラ電磁流体の基礎理論(第3報)" 日本機械学会論文集 B編. 59. 1829-1894 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Koike: "Oscillating Flow Driven by a Magnetic Fluid Column under Palsating Magnetic Field" J.Magnetism and Magnetic Materials. 122. 217-220 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 山根 隆一郎: "進行磁場により駆動される磁性流体の開きょ内流れ" 日本機械学会論文集 B編. 59. 1777-1784 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Satoh: "A New Outer Boundary Condition for Molecular Dynamics Simulation" Advanced Power Technology. 3 (掲載予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Wells: "Characterization of Magnetic Fluids in which Aggregation of Particles in Extreme" Proc.Int.Symp.on Aerospace and Fluid Science,Sendai. 621-642 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] J.Popplewell: "The Effects of Magnetic Fields on Magnetic Fluid Composites" 磁性流体連合講演会講演論文集(仙台). 29-35 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] G.N.Coverdale: "A 3D Simulation of a Particulate Dispersion" J.Magn.Magn.Mater.120. 210-211 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.O'Grady: "Magnetic Characterisation of Thin Film Recording Media" IEEE Trans.Mag.MAG-29. 286-291 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 神山 新一(分担執筆): "精密制御用ニューアクチュエータ便覧 第1編第1章第9節 磁性流体アクチュエータ" フジテクノシステム (出版予定), (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Magnetic Fluids and Applications,Handbook Chapter 3.9 Hydrodynamics of Magntic Fluids" Unesco (出版予定), (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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