自然エンジンの非平衡ダイナミクスの理解と応用

• 研究課題/領域番号: 23360039
• 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: 応用物理学一般
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 琵琶 哲志 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50314034)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2011年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: 熱音響振動 / 音響 / カオス同期 / 発展方程式 / 熱音響学 / エネルギー / 非線形物理 / 熱音響自励振動 / 衝撃波形成 / フィードバックによる自励振動抑制 / 熱音響現象 / 自励振動 / 散逸構造

研究概要

熱による気柱の不安定振動である熱音響自励振動の非線形ダイナミクスの理解を目的とした．熱音響カオス振動子を結合させたとき，カオス的振動を保ったまま同期に至ることが観測された．また同等な二つの熱音響自励振動子をバルブで結合した場合には振動子の振動数差が大きい場合に振動停止に至ることを明らかにした．振動数差がゼロの場合にはバルブに加えて半波長程度の長さのチューブでも結合する必要があった．さらに熱音響自励振動系の発展方程式の実験的導出に成功している．

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Determination of the Evolution Equation for Thermally Induced Acoustic Oscillations (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi BIWA, Fumitomo SHIMA, and Taichi YAZAKI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: vol.82 号: 4 ページ: 43401-43401
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.043401
  • NAID: 210000132486
  • 査読あり
• [学会発表] 熱音響自励振動へのフィードバック外力を用いた抑制 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井原拓真,琵琶哲志
  • 学会等名: 平成24年度第3回応用熱音響研究会
  • 発表場所: 東北大学東京分室
  • 年月日: 2013-03-16
• [学会発表] 結合熱音響振動子系における熱音響自励振動の抑制 (2013)
  • 著者名/発表者名: 戸塚 智史,琵琶 哲志
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] 熱音響自励振動におけるカオス同期 (2013)
  • 著者名/発表者名: 蕎麦田和也,琵琶 哲志
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] 熱音響自励振動におけるカオス同期 (2013)
  • 著者名/発表者名: 蕎麦田和也,琵琶哲志
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2013
  • 発表場所: 東京農工大小金井キャンパス
• [学会発表] 共鳴管中の熱音響自励振動衝撃波の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 蕎麦田和也, 琵琶哲志
  • 学会等名: 応用熱音響研究会
  • 発表場所: 東北大学東京分室
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] 共鳴管熱音響自励振動衝撃波の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 蕎麦田和也,琵琶哲志
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] フィードバックによる熱音響自励振動の抑制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井原拓真，琵琶哲志
  • 学会等名: 日本音響学会2012年秋季研究発表会
  • 発表場所: 信州大学
• [学会発表] 熱音響自励振動系の発展方程式の実験的導出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 琵琶哲志,島 史知
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] フィードバック制御による熱音響自励振動の抑制 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井原拓真,琵琶哲志
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京