| 研究課題/領域番号 |
07455079
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
神山 新一 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)
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| 研究分担者 |
小山 忠正 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (80006189)
上野 和之 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (20250839)
西山 秀哉 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20156128)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1996年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1995年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
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| キーワード | 磁性流体 / 磁場 / ダンパ / 振動流 / アクチュエータ / 微粒子 / 凝集 / 沸騰二相流 |
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| 研究概要 |
2年間の研究期間を通して、以下の3項目についての研究が実施された。
1.管内振動流の変動圧力特性への磁場の影響
非一様定常磁場の作用する磁性流体の管内振動流の特性に関する理論的並びに実験的研究が行われた。理論的研究では、従来から提案されている粒子の一様分散モデルや鎖状クラスタ形成モデルに対して、粒子濃度分布が磁場の強さに依存する非一様分散モデルを提案し、そのモデルを用いた管内非定常流の流動特性を求める方程式系を構築した。具体的な計算例として、先に実験で得られた管内振動流の圧力変動特性への磁場の影響を検討し、実験結果をよく説明し得ることを示した。実験的研究では、振動流の応用の磁性流体ダンパやアクチュエータとしての特性を明らかにするための基礎研究として、振動する容器内に磁性流体を満たし、その中に容器とバネ-マスを介して連結させたピストンを挿入し、f=0(定常流)〜100Hzの範囲でピストンの振動を抑制する実験を行い、ピストンに働く流体力の評価を行った。
2.磁性流体気液二相流の流動特性に関する研究
新エネルギー変換装置の開発を目途に、磁性流体管内流の駆動力を上昇させるための基礎研究として、非一様磁場下の管内沸騰気液二相流の流動特性に関する理論的及び実験的研究を行った。その結果、二相流の活用が流体駆動力上昇効果を高めるのに有効であることが実証された。また、二相流の不安定圧力変動発生の限界を明らかにした。なお、参考のために、磁性流体中の気泡の界面変形及び運動に及ぼす磁場の影響についても詳細な考察が行われた。
3.磁性流体を付着させた円柱まわりの流れの非定常流動特性
物体まわりの流れの抵抗軽減と伝熱特性の向上を目的として、磁性流体膜を付着させた円柱まわりの流れの問題の数値シミュレーションを行った。円柱まわりに非対称の磁場分布を形成させ、磁性流体膜の変形を制御することにより、円柱の流体抵抗軽減及び熱伝達特性の向上が望めることを明らかにした。
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