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2022 年度 実績報告書

プラズマアクチュエータ実用化のための理論基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H02062
研究機関東京農工大学

研究代表者

西田 浩之  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60545945)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードプラズマアクチュエータ / 流体制御 / 大気圧放電
研究実績の概要

プラズマアクチュエータが流れを操作するメカニズムである電気流体力場の全容を解明することを目的とし,流れ場の計測結果と数値シミュレーションを用いたデータ同化により電気流体力場を推定する手法の研究に取り組んだ.まずは手法の有効性を実証し,推定に必要な計測データとデータ同化の条件を明らかにするため,数値シミュレーションのみを用いた双子実験を行った.この時,電気流体力場分布をガウス分布として仮定した.プラズマアクチュエータが誘起する流れはガウス分布の電気流体力場で十分に再現可能であると報告されており,またシンプルなガウス分布として電気流体力場をモデル化することは,工学的にも有用である.データ同化に用いた流れ場の情報は,実験におけるPIV計測とBOS計測を想定し,流速ベクトル分布と密度分布を与えた.結果,データ同化により電気流体力場の強度と分布広がりをデータ同化により推定することに成功し,手法の妥当性を実証することに成功した.また大きな成果として,同化には密度場情報のみで十分であることを示すことができた.BOS計測はPIV計測よりもセッティングが容易であり,シーディング粒子のプラズマによる帯電の影響も受けないため,密度場情報のみから同化が可能であることは有用な知見である.実験結果をもとに同化するため,必要な計測データの解像度や精度について明らかにすることが今後の課題である.また,電気流体力場に加えて放電による加熱場も推定することも試みたが,推定することができなかった.これは,少なくともプラズマアクチュエータを定常的に駆動した場合には,加熱場が流れに与える影響が僅かなためと考えられる.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Surface temperature characterization of dielectric barrier discharge plasma actuator in quiescent air2023

    • 著者名/発表者名
      Hatamoto, A., Emori, K. and Nishida, H.
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 56 ページ: 155203

    • DOI

      10.1088/1361-6463/acbf64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis of RF discharge in a nonuniform magnetic field2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, Y., Nishida, H.and Tagawa, Y.
    • 雑誌名

      Actuators

      巻: 11 ページ: 38

    • DOI

      10.3390/act11020038

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Study on the Working Characteristics of Tri-Electrode Plasma Actuator Utilizing a Combination of Corona and Barrier Discharges2022

    • 著者名/発表者名
      Hatamoto, A., Nakai, K., and Nishida, H.
    • 雑誌名

      Actuators

      巻: 11 ページ: 322

    • DOI

      10.3390/act11110322

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プラズマ流体シミュレーションによるバリア 放電型プラズマアクチュエータの 3次元プラズマ挙動の解析2023

    • 著者名/発表者名
      板垣朱莉,西田浩之,小室淳史
    • 学会等名
      プラズマアクチュエータ研究会第9回シンポジウム
  • [学会発表] 下部電極構造がプラズマアクチュエータにおけるプラズマ挙動と体積力生成に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      奥原大和,馬祥,西田浩之,瀬川武彦
    • 学会等名
      プラズマアクチュエータ研究会第9回シンポジウム
  • [学会発表] Effect of Interference Between Two Facing Plasma Actuators on Discharge and Flow Field.2023

    • 著者名/発表者名
      Saito, T., Nishida, H., Kaneko, Y. and Kakuya, Y.
    • 学会等名
      AIAA Scitech Forum2023
  • [学会発表] 電極形状がプラズマアクチュエータの体積力場生成に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      金子泰,西田浩之
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
  • [学会発表] DBDプラズマアクチュエータにおける表面温度の時間変化特性の実験的調査2022

    • 著者名/発表者名
      畑本明彩未,江森健太,西田浩之
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
  • [学会発表] Experimental study on density and electrohydrodynamic force fields of DBD plasma actuator2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, Y. and Nishida, H.
    • 学会等名
      ISNTP-12 & ISEHD 2022
  • [学会発表] EXPERIMENTAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE PLASMA ACTUATOR2022

    • 著者名/発表者名
      Hatamoto, A., Emori, K. and Nishida, H.
    • 学会等名
      33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS)
  • [備考] 東京農工大学 西田研究室ホームページ

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~nishida/

  • [備考] 東京農工大学 工学研究院 先端機械システム部門 研究者紹介ページ

    • URL

      https://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/29/0002900/profile.html

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公開日: 2023-12-25  

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