結合熱音響振動子系の理解と応用

• 研究課題/領域番号: 26286073
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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, 工学研究科, 教授 (50314034)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 熱音響自励振動 / 相互同期 / oscillation death / カオス同期 / 時間遅れ制御 / 振動抑制（騒音抑制） / 音響ダイオード / 自己結合 / カオス-カオス同期 / 気柱振動 / 同期現象

研究成果の概要

熱音響自励振動は熱的な要因で発生する気柱の自励振動である．とくにその非線形性に由来する諸現象を理解，制御できれば，音波エンジンや燃焼振動抑制方法など応用技術の発展が多いに期待できる．本研究では，自作した熱音響自励振動子を用いて，チューブとバルブで結合することで相互作用を導入し，相互同期現象および振動死を実証した．また結合熱音響カオス振動子において初めてカオス同期の観測に成功した．

研究成果

• [雑誌論文] On-off intermittency in coupled chaotic thermoacoustic oscillations (2017)
  • 著者名/発表者名: Remi Delage, Yusuke Takayama, Tetsushi Biwa
  • 雑誌名: CHAOS 巻: 27 号: 4 ページ: 043111-043111
  • DOI: 10.1063/1.4981910
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Suppression of Spontaneous Gas Oscillations by Acoustic Self-Feedback (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Biwa, Yoshiki Sawada, Hiroaki Hyodo, Soichiro Kato
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 6 号: 4 ページ: 044020-044020
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.6.044020
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Demonstration of a Thermoacoustic Diode (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Biwa, Hiroki Nakamura, Hiroaki Hyodo
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 5 号: 6 ページ: 064012-064012
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.5.064012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Amplitude Death in Coupled Thermoacoustic Oscillators (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Biwa, Satoshi Tozuka, and Taichi Yazak
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 3 号: 3 ページ: 0340061-5
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.3.034006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] チューブを用いた自己フィードバックによるレイケ管型燃焼振動の抑制 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田欣己，琵琶哲志，兵頭弘晃
  • 学会等名: 日本流体力学会年回2016
  • 発表場所: 名古屋工業大学（名古屋）
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 小型熱音響ダイオードの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村啓樹，琵琶哲志，兵頭弘晃
  • 学会等名: 日本音響学会2016年秋季研究発表会
  • 発表場所: 富山大学（富山）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Experimental understanding of thermo-acoustic phenomena (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Biwa
  • 学会等名: 10th PAMIR International Conference Fundamental and Applied MHD
  • 発表場所: Cagliari, Italy
  • 年月日: 2016-06-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 結合熱音響カオスシステムにおけるオンオフ間欠性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高山祐介，琵琶哲志，兵頭弘晃，Delage Remi
  • 学会等名: 日本音響学会2016年春季研究発表会
  • 発表場所: 桐蔭横浜大学，横浜
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] 熱音響はおもしろい～その歴史と最近の話題～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 琵琶哲志
  • 学会等名: 日本音響学会2016年春季研究発表会
  • 発表場所: 桐蔭横浜大学，横浜
  • 年月日: 2016-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] Understanding of thermoacoustic phenomena and their applications (2015)
  • 著者名/発表者名: 琵琶哲志
  • 学会等名: 3rd Regional conference on energy engineering & 7th International conference of thermofluids
  • 発表場所: Yogyakarta, Indonesia
  • 年月日: 2015-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] チューブを用いた遅れフィードバックによる燃焼振動抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤田欣己，琵琶哲志，兵頭弘晃，加藤壮一郎
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2015
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス，東京
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] Suppression of self-excited oscillations in coupled thermoacoustic oscillators (2015)
  • 著者名/発表者名: 琵琶哲志
  • 学会等名: 20th International Symposium on Nonlinear Acoustics
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Suppression of self-excited oscillations in a coupled thermoacoustic system (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Biwa, S. Tozuka
  • 学会等名: 10th European Fluid Mechanics Conference
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2014-09-14