静電場・超音波ハイブリット浮遊法を用いた非接触無容器プロセス制御技術の開発

2017 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H03925
• 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: 熱工学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 阿部 豊 筑波大学, システム情報系, 教授 (10241720)
• 研究分担者: 北畑 裕之 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (20378532) ; 西成 活裕 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40272083) ; 金子 暁子 筑波大学, システム情報系, 准教授 (40396940) ; 渡辺 正 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (50391355) ; 松本 聡 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主任研究開発員 (90360718) ; 長谷川 浩司 工学院大学, 工学部, 准教授 (90647918) ; 金川 哲也 筑波大学, システム情報系, 助教 (80726307)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 音場浮遊 / 静電浮遊 / 無容器プロセッシング / 非接触マニピュレーション / 液滴 / 宇宙環境 / 非線形

研究成果の概要

複数の超音波振動子から構成される対向型超音波フェーズドアレイと対向型円筒形静電電極を直角に配置した静電場・超音波ハイブリッド浮遊システムの成立性を確認するために試作装置を作製し、静電浮遊と超音波浮遊のそれぞれの装置における浮遊特性を確認した．また，無容器プロセス技術の実現に向け，マッハツェンダー干渉計やステレオPIV計測，LIF法を用いることにより流動構造と蒸発挙動の相関を解明し，超音波フェーズドアレイシステムと静電浮遊システムを用いた液滴の搬送・合体・混合などの浮遊液滴の非接触制御を実現した．本技術は独創的で新しい熱流体プロセス技術へつながる成果である．

自由記述の分野

熱工学