2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of Multi-Electrode Plasma Actuator with Optimization of Discharge Parameters
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15K05797
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
松野 隆 鳥取大学, 工学研究科, 講師 (90432608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 浩之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60545945)
金崎 雅博 首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (10392838)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 圧縮・非圧縮流 / 流体制御 / プラズマ / プラズマアクチュエータ / 最適設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高速・大スケール流れにおいても高い流体制御力を持つプラズマアクチュエータを開発することを目的として研究を行っている。特に多電極型電場付加プラズマアクチュエータを基盤として，放電時のプラズマ生成・加速の物理に注目し，これらが推力生成に最適となるようなプラズマアクチュエータの構造・駆動手法を探索・提案している。
昨年度までの知見により，イオンドリフト速度とイオン生成量に対する電極間距離等の影響が明らかになった。本年度はこの知見を元に，推力最大化をめざしたプラズマアクチュエータの構成および駆動条件を最適化し、三電極プラズマアクチュエータの高推力生成性能の実証を行った。電極間距離に依存する印加可能電圧のエンベロープを同定するとともに，その範囲内において，既存のSDBDプラズマアクチュエータと比較し20倍以上の高い推力生成を達成した。
また，多電極プラズマアクチュエータの流体制御への応用については，EGO-複数サンプル付加法を用いた最適化と数値解析を組み合わせた性能予測を行った。本研究において開発されたプラズマアクチュエータの生成推力を用いて2次元翼の剥離抑制について設置位置の最適化とプラズマアクチュエータ推力への依存性を調査した結果，30m/s程度の流速においては，設置位置が最適条件（前縁近傍）であれば，上記の三電極プラズマアクチュエータは剥離抑制に十分な効果を持つことが確認できた。風洞試験においても同様の結果が得られており，適切な周期の非定常駆動を導入することで性能が向上することを考慮すると，本研究により開発されたプラズマアクチュエータにより，30-50m/s程度の速度域における剥離制御に対して十分な性能を持つことが確認できた。
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