往復振動場における熱伝達機構と熱音響理論の構築に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760140
• Research Institution: Fukushima National College of Technology
• Principal Investigator: 篠木 政利 福島工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (90353234)
• Keywords: 往復振動流 / 流れの可視化 / 振動境界層 / 画像計測 / 矩形流路

Research Abstract

本研究では往復振動流場における熱伝達機構を明らかにし,その成果を組み込んだ熱音響理論の構築を目的として表記の研究を行っているが,本年度は矩形流路における往復振動流の2次元流れ場・温度場可視化実験を中心に研究を進めた.まず,下面に伝熱面を持つ矩形流路中に往復振動流をスコッチヨーク機構とピストンを用いて発生させ可視化画像を取得するための実験装置を製作し,本年度後半からこの実験装置を用いて,作動流体としてシリコンオイルに感温液晶を懸濁した流体を用い,可視化実験を行い始めた.その際,スリット光としてメタルハライドライト,伝熱面温度制御に恒温水循環装置からの恒温水,伝熱面温度とピストンの位相などの記録にデータロガーを使用した.また,可視化画像から定量計測(カラー画像処理による速度場と温度場の同時計測)を行うために,映像記録にビデオカメラ,画像処理にワークステーションを利用した.現在,実験データの取得中であり,まだ論文への投稿にはいたっていない.しかしながら,振動境界層が鮮やかに可視化され,その挙動がかなり正確に記録できたことや,実験パラメータによっては振動境界層が伝熱面から剥離していく様子が見られるなど,研究成果は着実に得られつつある(その一部は第7回スターリングサイクルシンポジウムにおいて口頭発表を行った).今後,平成16年度に数本の論文の投稿を予定しており,それに向けた実験を続けているところである.また,平成16年度に研究予定の往復振動流の3次元流れ場・温度場可視化実験を行うための装置製作を本年度に前倒しして作成したため,平成16年度分の実験も年初から平行して実施していく予定である.