| 研究課題/領域番号 |
63850039
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
山根 隆一郎 東京工業大学, 工学部, 教授 (50016424)
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| 研究分担者 |
大島 修造 東京工業大学, 工学部, 助手 (20143670)
片倉 寛 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40114863)
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| キーワード | 流体工学 / 電磁流体力学 / 連続鋳造 / 静磁場 / 非接触形状制御 |
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| 研究概要 |
(1)実験装置および測定装置
まず、ジェットおよびリブレットの実験用のノズルおよび流路を多数作成した。それと並行し、可動磁極部を駆動するデジタル空気圧シリンダシステム(パーソナルコンピュタによりon-off制御を行う)を作成しその動特性を調べ、低速度の運転においては良好な結果が得られた。さらに、ジェットならびにリブレットの界面の動特性を調べる画像記録・処理システム(パーソナルコンピュータおよびフレームメモリからなる)を作成した。
(2)実験結果および解析結果
まず、一様磁場が液体金属ジェットの形状変化に及ぼす影響を詳細に調べた。作動流体として水銀を用い探針法により測定した。その結果、円形に近いノズルから噴出するジェットの場合は磁場の印加によって表面張力による形状変化が抑制され、磁場が強くなるにつれ減衰振動から臨界減衰、過減衰に移行することが分かった。アスペクト比の大きなノズルから噴出する場合には磁場によって表面張力による縮流が抑制され初期形状が維持されることが明らかになった。円形に近い場合には摂動法より、フィルムジェットの場合には運動量理論により解析を行った。解析結果と実験結果との一致は良好であった。次に、非一様磁場がフィルム状ジェットの形状変化に及ぼす影響を調べた。水銀を用いた実験により負の磁場こう配により広げられたジェットの厚さは両端部を除くとほぼ一様であることが分かった。運動量理論に基づく近似解析を行い、実験結果と比較検討した結果、拡幅はアスペクト比の大きなジェットの方が著しいことが明らかになった。さらに、非一様磁場領域におけるリブレットの形状変化について詳細な実験を行った結果、フィルム状ジェットの場合と同様に、拡幅はアスペクト比の大きなジェットの方が著しいことが明らかになった。また、同様に運動量理論に基づく近似解析を行い実験結果との良好な一致を見た。
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