| 研究概要 |
磁場中の磁性流体の界面変形について,水ベース磁性流体の液滴の落下および壁面への衝突現象,および磁性流体と円形弾性膜の連成振動について実験的研究を行った.印加磁場がない場合には球形であった磁性流体液滴は一様印加磁場中では軸対称な回転楕円体形となり,非一様磁場中では軸対称性がくずれることがわかった.また,勾配がピーク値を持つような非一様磁場中を液滴が通過すると,磁気トルクの作用によって液滴の中心軸が傾く現象がみられた.一方,液滴は壁面への垂直衝突直後,薄いディスクを形成し,その後外周にスパイク状の突起を形成する.時間経過に伴って,この突起は外周から内側へと生成領域を拡大する.このスパイク状突起の形成は,磁性流体の強磁性体微粒子密度が減少すると小さくなり,形成に要する時間が増大する.磁性流体と円形弾性膜の連成振動については,水ベース磁性流体とステンレス鋼板製弾性膜の連成系にパルス磁場を印加して膜面の応答特性を調べた結果,以下のようなことが明らかとなった.軸対称パルス磁場を印加した場合には連成振動は円形弾性膜半径の半分の半径を節線とする振動モードが支配的となり,高周波成分は急速に減衰する.また,非軸対称パルス磁場を印加すると,複数の振動モードが現れ,固有振動数は水と弾性膜との連成系の場合よりも小さい.連成振動は,磁性流体層深さ,磁性流体の密度,弾性膜厚さなどの条件を変えるとともに,パルス磁場の印加位置を変えることによって制御することが可能である.
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