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ガス流および熱輸送を考慮したマイクロプラズマのモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 18030016
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関首都大学東京

研究代表者

内田 諭  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90305417)

研究分担者 杤久保 文嘉 (栃久保 文嘉)  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90244417)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2007年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードマイクロプラズマ / 流体モデル / 窒素 / 熱輸送 / ガス流 / 気体力学 / パルス駆動 / ジェット / ナビエ・ストークス式 / エネルギー緩和
研究概要

本研究は先の研究(「マイクロプラズマ形成におけるガス種およびガス温度の影響評価」平成16-17年度特定公募)で得られた結果を踏まえ,各種応用が期待される細管マイクロプラズマにおいて,分子性材料ガスを想定した熱輸送モデルを構築するとともに,流速,ガス温度およびプラズマ構造の相関を明らかにしていくものである。本年度は昨年度の研究結果を踏まえ,(1)キャピラリー型マイクロプラズマにおけるジェット領域の実験的考察,(2)ジェット型直流マイクログロー放電のシミュレーション,及び(3)窒素マイクロプラズマの形成状態に対する印加電圧波形の影響評価を行った。
(1)に関しては,キャピラリー型マイクロプラズマ生成装置を用いて,プラズマ及びジェ・ット領域における放電状態を観測し,ガス圧による放電形成機構の違いを考察した。
(2)に関しては,ノズルからのガス流を考慮した直流マイクログロー放電を模擬し,生成されたプラズマやジェット気流の形成状態を定量的に示した。シース領域近傍のイオン衝突によるガス加熱及び気流加速がジェット気流の形成に重要であることを示唆した。
(3)に関しては,パルス駆動による窒素マイクロプラズマの安定形成において,壁電荷形成の寄与を定量化した。また,高周波駆動による安定形成の共通点として,実効的電圧印加時間の減少を見出した。
なお,本研究の関連成果は,学術投稿論文(Jpn.J.Appl.Phys.)及び国内外学会の講演会にて発表されている。
以上のことから,本研究では当補助金を有効に活用し,確実に到達目標を達成できたと思われる。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Influence of Penning Ionization on Glowlike Dielectric Barrier Discharge Formati on in Medium-Pressure Ar2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsushita, F.Tochikubo, S.Uchida and T.Watanabe
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 6817-6821

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 気体力学を考慮した容量結合型高周波励起マイクロプラズマのシミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      大塚 慎, 杤久保文嘉, 内田 諭, 渡辺恒雄
    • 雑誌名

      春季第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1

      ページ: 163-163

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 細管を用いた容量結合マイクロプラズマの放電特性,春季第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集2007

    • 著者名/発表者名
      市瀬彩子, 杤久保文嘉, 内田 諭, 渡辺恒雄
    • 雑誌名

      春季第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1

      ページ: 195-195

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulation of DC Glow Discharge Microplasma in Rare Gases at Atmospheric Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉, 内田 諭
    • 雑誌名

      第24回プラズマプロセシング研究会プロシーディングス

      ページ: 337-338

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 面電極型高周波駆動プラズマディスプレイにおけるマイクロ放電シミュレーション2006

    • 著者名/発表者名
      内田 諭, 平沼雅裕, 杤久保文嘉, 渡辺恒雄
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌) 126・12

      ページ: 1205-1210

    • NAID

      10018410735

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of High-Frequency Driven Dielectric Barrier Microdischarge with Coplanar Electrode Configuration in Ar2006

    • 著者名/発表者名
      S.Otsuka, F.Tochikubo, S.Uchida
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・10A

      ページ: 7881-7887

    • NAID

      40007462522

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of Breakdown Properties for Ar and N_22006

    • 著者名/発表者名
      S.Uchida, F.Tochikubo
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd International Workshop on Microplasmas

      ページ: 66-66

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 放電安定性を考慮したマイクロプラズマアレイ内セグメント構造の最適化2008

    • 著者名/発表者名
      久保田 崇史, 内田 諭, 栃久保 文嘉
    • 学会等名
      春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学・千葉
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 直流マイクロプラズマにおける気体力学の数値計算2008

    • 著者名/発表者名
      沖田 正樹, 栃久保 文嘉, 内田 諭
    • 学会等名
      春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学・千葉
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of capacitively coupled microplasma jet generated in glass capillary2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ichinose, F.Tochikubo, S.Uchida and T.Watanabe
    • 学会等名
      2007Japan-Korea Joint Symposium on Electrical Discha rge and Hign Voltage Engineering
    • 発表場所
      芝浦工業大学・東京
    • 年月日
      2007-11-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Capacitively Coupled High-Frequency Driven Microplas ma with Gas Dynamics -Influence of Gas Flow-2007

    • 著者名/発表者名
      F.Tochikubo, S.Otsuka and S.Uchida
    • 学会等名
      18th International Symposium on Plasma Chenistry
    • 発表場所
      京都大学・京都
    • 年月日
      2007-08-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Influence of voltage polarity and electrode configuration on discharge formation for micronlasma array2007

    • 著者名/発表者名
      T.Kubota, S.Uchida and F.Tochikubo
    • 学会等名
      18th International Symposium on Plasma Chenistry
    • 発表場所
      京都大学・京都
    • 年月日
      2007-08-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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