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2005 年度 実績報告書

機能性流体の内部構造および流動状態把握への超音波応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17560159
研究種目

基盤研究(C)

研究機関慶應義塾大学

研究代表者

澤田 達男  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (00162545)

キーワード磁性流体 / MR流体 / 異方性 / 音速 / 磁場
研究概要

本年度は,磁性流体の超音波伝播特性(静止場)と超音波(UVP)を用いた磁性流体管内振動流の速度分布特性(流動場)を実験,測定し,これらの特性と磁性流体中に形成される鎖状クラスターとの相関を検討した。静止場における磁性流体中の超音波伝播では,超音波の音速は磁性流体の温度や磁場印加によって変化し,異方性,ヒステリシスなどの特性が得られた。これは内部に形成される鎖状クラスターや磁性流体内部の強磁性体微粒子の構造が大きく関係していると考えられる。また,強磁性体微粒子の濃度分布変化で超音波伝播特性も劇的に変化することから,この時の流体の状態をより詳細に検討していく必要がある。これらの特性を詳細に計測,検討することで,今後,超音波を用いて磁性流体の内部構造を解析することが期待できる。
また,流動場における計測と位置づけた,長時間の磁場印加によって鎖状クラスターを形成させた状態の管内振動流において,興味深い実験結果を得た。ピストン始動直後に鎖状クラスターが原因と考えられる特異な速度分布が見られ,時間経過と共に安定な速度分布へ推移していく過程が明らかとなった。ここで,鎖状クラスター成長の目安として擬似流量による評価方法を新たに提案した。疑似流量の変化率を調べることにより,印加磁場による鎖状クラスターが流れにおよぼす影響を評価でき得ることが分かった。また,疑似流量の変化率の挙動から,管内での鎖状クラスターの成長には限界があることが判明した。これは,静止場における超音波による検討と合致している。
以上を総括して,磁性流体は不透明流体で,磁性流体内部に形成される鎖状クラスターは非常に崩れやすいため,超音波を用いた計測は非常に有効である。今後,超音波を用いた流体内部構造解析や流動計測の研究は非常に意義深いと考えている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Influence of Magnetic Field on Ultrasonic Propagation Velocity in Magnetic Fluids2005

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Motozawa
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials Vol.289 Nos.1-3

      ページ: 66-69

  • [雑誌論文] Ultrasonic Propagation Velocity in Magnetic Fluids and MR Fluids under Magnetic Field2005

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Motozawa
    • 雑誌名

      6th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (CD-ROM)

      ページ: 1

  • [雑誌論文] クラスター成長の磁性流体管内振動流におよぼす影響2005

    • 著者名/発表者名
      長谷川亮
    • 雑誌名

      第17回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集

      ページ: 59-64

  • [雑誌論文] Effect of External Magnetic Field on Ultrasonic Propagation Velocity in Magnetic Fluids2005

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Motozawa
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Ser.B Vol.48 No.3

      ページ: 471-477

  • [雑誌論文] Influence of a Uniform Magnetic Field on Ultrasonic Propagation Velocities in Magnetic Fluids2005

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Motozawa
    • 雑誌名

      Proc.of the 12th International Symposium on Interdisciplinary Electromagnetic Mechanics & Biomedical Problems

      ページ: 44-45

  • [雑誌論文] Influence of Magnetic Particle Concentration on Ultrasonic Propagation Velocity in a Magnetic Fluid2005

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Motozawa
    • 雑誌名

      Second International Conference onFlow Dynamics

      ページ: 6-14

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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