機能流体の開発とその流動特性に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05302033
• 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 (80006171)
• 研究分担者: 西山 秀哉 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20156128) ; 山根 隆一郎 東京工業大学, 工学部, 教授 (50016424) ; 土井 正男 名古屋大学, 工学部, 教授 (70087104) ; 佐藤 明 千葉大学, 工学部, 助手 (50211941) ; 棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
• キーワード: 磁性流体 / ER流体 / 電磁場 / 混相流 / 微粒子 / 凝集 / レオロジー / 機能流体

研究概要

前年度に引き続き、以下の3項目について3回の研究連絡会および1回の研究発表会をもち、研究が進められた。
1.機能流体の製造と物性
磁性流体の高機能化にほか、ER流体の電場みならず磁場の併用による高機能化の研究や混相流体の機能化、さらに、知能化、情報化の考え方の提案と具体例についての検証が行われた。
2.機能流体の力学に関する研究
磁場の作用下での超微粒子の振る舞いと凝集形態を解明するためのより詳細な検討が3次元モデルでの数値シミュレーションにより進められた。また、粒子の振る舞いを考慮しての機能性流体(磁性流体やER流体)のレオロジー特性や管内流動特性の解明が進められた。気液二相流の観点から、磁性流体の管内流動特性の安定性の問題が論じられ、磁場により流動の安定化が促進されることが明らかにされた。さらに、血液の脈動流の流動特性についての検討も行われた。
3.流体の機能化とその応用面の開発に関する研究
流体の機能化の促進にともなう各種の応用機器開発ならびに性能向上に関する基礎研究が行われた。特に、磁性流体やER流体、液晶を用いてのアクティブダンパーやアクチュエータ、エネルギー変換システムの性能評価が行われた。さらに、プラズマのシ-デイングによる高機能化の実験的研究も行われた。また、混相流体の多機能化を進めることにより、外部環境に自律的に応答する高機能性流体、いわゆる知能流体の創製と応用の提案がなされた。

研究成果

• [文献書誌] S.Kamiyama: "Magnetic Fluid Properties and Their Applications" Trends in Chemical Engineering. Vol.26. 746-752 (1993)
• [文献書誌] H.T.See: "The Role of Water Capillary Forces in Electro-rheological Fluids" J.Phys.D. Vol.26. 746-752 (1993)
• [文献書誌] S.Taketomi: "Characteristics of Yttrium Iron Garnet Ultrafine Particles Prepared by the Alkoxide Method" J.American Ceramic Soc.Vol.77. 1787-1792 (1994)
• [文献書誌] 藤田 豊久: "金を部分的に被覆したマグネタイト粒子を分散させた磁性流体のエレクトロレオロジー特性" 粉体および粉末冶金. 41巻,2号. 117-120 (1994)
• [文献書誌] K.Koyama: "Yield Process of Electrorheological Fluid with Polyaniline Particle" Proc.4th Conf.on Electrorheological Fluids. 100-112 (1994)
• [文献書誌] 棚橋、隆彦: "非線形マイクロ・ポーラ電磁流体の基礎理論(第3報,保存則・非平衡熱力学・Peltier効果)" 日本機会学会論文集. 59巻,562号. 1829-1834 (1993)
• [文献書誌] 佐藤 明: "磁性流体の凝集現象に関するトンネル理論とモンテカルロ・シミュレーションによる検討" 日本機械学会論文集,B編. 61巻,581号. 76-82 (1995)
• [文献書誌] 神山 新一: "磁場利用機能性流体の応用" 日本機械学会誌. 第96巻. 896-899 (1993)
• [文献書誌] T.Sato: "Magnetic Control of a Low Pressure Plasma Pipe Flow" Proc.3rd JSME/KSME Fluids Engng.Conf.,Sendai. 260-264 (1994)
• [文献書誌] 中野政身: "ERダンパモデルにおける分散系ER流体の圧力応答" 日本機会学会論文集,B編. 61巻,581号. 166-172 (1995)
• [文献書誌] 神山新一: "精密制御用ニューアクチュエータ便覧(分担執筆)第1編第1章第9節磁性流体アクチュエータ" フジ・テクノシステム, 1087 (1994)
• [文献書誌] 小山清人: "ER流体の開発と応用" (株)シ-エムシ-, 288 (1994)
• [文献書誌] 土井正男: "ER流体の物理的挙動" (株)シ-エムシ-, 288 (1994)
• [文献書誌] 山根隆一郎: "基礎流体科学" 朝倉書店, 150 (1994)