| 研究課題/領域番号 |
11650780
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
増田 弘昭 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026310)
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| 研究分担者 |
丸山 博之 京都大学, 工学研究科, 助手 (90303867)
田之上 健一郎 京都大学, 工学研究科, 助手 (70293892)
松坂 修二 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10219420)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1999年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
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| キーワード | 衝突帯電 / 弾性球 / 電位プロフィール / ヘルツ弾性理論 / 粉体 / 微粒子 / 静電気 / 電荷移動 / 弾性変形 / 接触面積 / 過渡電流 |
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| 研究概要 |
誘電体が金属壁に衝突するときに生じる電荷の移動について、弾性変形の影響を含めて詳細に検討するため、デジタル・オシロスコープと高速カメラを組み込んだシステムを構築した。本システムでは、球形誘電体が金属壁に接近・衝突・反発するという一連の運動において、衝突壁および通過型ファラデーケージから得られる電位プロフィールをデジタル・オシロスコープで検出することが可能であり、この電気信号を高速カメラのトリガーにも利用しているので、電位プロフィールとデジタル画像のタイミングを完全に一致させられる。電位プロフィールならびに衝突変形時のデジタル画像は1マイクロ秒の間隔でコンピューターに取得でき、データーはコンピューターで解析・評価される。得られた成果は以下のとおりである。1)誘電体と衝突板との電荷の移動は弾性変形の緩和の過程内で完了することが分かった。2)電位プロフィールは誘電体の電荷、位置、および速度に依存するが、電位プロフィールの時間積分によって得られる極大値あるいは極小値は、球体の位置および速度の影響を受けない。すなわち、誘電体が保持する電荷のみによって決まる。また、誘電体の初期電荷および衝突帯電による電荷移動量は、衝突前後の極大値あるいは極小値の差を用いて計算できる。3)繰り返し衝突によって誘電体に蓄積する電荷は、ある限界値に漸近する。この限界値は帯電と緩和の平衡によって決まる値であり、誘電体の帯電過程は、初期電荷と電荷の緩和効果を考慮することによって説明できる。4)衝突帯電による電荷の移動量は、弾性変形における最大接触面積に比例し、弾性理論を導入することによって解析することが可能である。
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