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高機能磁性流体の非定常流動特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 07455079
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
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 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)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
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)
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
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。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] 神山新一: "磁性流体工学の進展" 日本機械学会論文集,B編. 62. 1281-1287 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.I.Shliomis: "Hydrostatics and Oscillatory Flows of Magnetic Fluid under a Nonuniform Magnetic Field" Phys.of Fluid. 7. 2428-2434 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.S.Krakov: "Unsteady Flow Past a Circukar cylinder with a Magnetic Fluid Coating" J.Magn.Magn.Mater.149. 108-110 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "Wave Propagation in Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid under a Nonuniform Magnetic Field" Proc.Japan-U.S.Seminar on Two-phase Flow Dynamics. 251-258 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Behavior and Dynamics of Magnetic Fluid as a Multiphase Fluid" Proc.Japan-U.S.Seminar on Two-phase Flow Dynamics. 245-250 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ueno: "Single Bubble Rising in Magnetic Fluid for Small Weber Number" The 3rd Japan-France Magnetic Fluid Senimar,Paris. (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Development of Magnetic Fluid Engineering" Trans.JSME B. 62-596. 1281-1287 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "Wave Propagation in Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid under a Nonuniform Magentic Field" Proc.Japan-U.S.Seminar on Two-phase Flow Dynamics, Hakata. 251-258 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Behavior and Dynamics of Magnetic Fluid as a Multiphae Fluid" Proc.Japan-U.S.Seminar on Two-phase Flow Dynamics, Hakata. 245-250 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Magnetic Fluid Oscillatory Pipe Flow in a Nonuniform Magnetic Fluid" 19th Int. Cong.of Theroe.Appl.Mech.783 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishiyama: "The Control of Gas Temperature and Velocity Fields of a RF Induction Thermal Plasma by Injecting Secondary Gas" J.Phys.D ; Appl.Phys.29-10. 2634-2643 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ueno: "Study on Single Bubble Rising in Magnetic Fluid for Small Weber Number" J.Magn.Magn.Mater.149-1/2. 108-110 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 神山 新一: "磁性流体" ながれ(日本流体力学会誌). 15-4. 283-286 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J. Ishimoto: "Wave Propagation in Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid under a Nonuniform Magnetic Field" Proc. Japan-U. S. Seminar on Two-phase Flow Dynamics. 251-258 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H. Nishiyama: "Control of Gas Temperature and Velocity Field of a RF Induction Thermal Plasma by Injecting Seondary Gas" J. Phys. D : Appl. Phys.29-10. 2634-2643 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S. Kamiyama: "Behavior and Dynamics of Magnetic Fluid as a Multiphase Fluid" Proc. Japan-U. S. Seminar on Two-phase Flow Dynamics. 245-250 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S. Kamiyama: "Magnetic Fluid Oscillatory Pipe Flow in a Nonuniform Magnetic Fluid" 19th Int. Cong. of Theore. and Appl. Mech., Kyoto. 783 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K. Ueno: "Single Bubble Rising in Magnetic Fluid for Small Weber Number" The 3rd Japan-France Magnetic Fluid Seminar, Paris. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" J.Magn.Magn.Mater.149. 125-131 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Effect of Magnetic Field on the Stability of Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid" Proc.2nd Int.Conf.on Multiphase Flow. 4. 17-24 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.I.Shliomis: "Hydrostatics and Oscillatory Flow of Magnetic Fluid under a Nonuniform Magnetic Field" Phys.of Fluids. 7. 2428-2434 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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