2023 Fiscal Year Research-status Report
Jet flow control by interlocking drive of circular nozzle and circular bluff body with DBD-PA
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21K14079
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
秋元 雅翔 日本大学, 理工学部, 助教 (30778741)
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2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 噴流 / 浮き上がり火炎 / 能動制御 / DBDプラズマアクチュエータ / 燃焼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DBD-PA（DBDプラズマアクチュエータ）を備えた円形ブラフボディを製作し，研究を行った．円形ブラフボディは２種類の材質で製作した．
１．ベークライト（誘電体）で製作した円形ブラフボディDBD-PAの噴流制御：前年度（2022年度）までに研究を行った成果をまとめ，査読付き論文に投稿して論文誌に掲載された．
２．マシナブルセラミックス（誘電体）で製作したブラフボディDBD-PAの浮き上がり火炎制御：浮き上がり火炎（燃焼場）を円形ブラフボディDBD-PAで制御することも目的としているため，燃焼場でも使用可能なマシナブルセラミックスでDBD-PAを製作した．前年度（2022年度）で試作したブラフボディDBD-PAでは火炎の形状が歪んで制御が出来なかったため，形状を変更して製作した．複数回試作を行い，製作したブラフボディDBD-PAで浮き上がりを形成した結果，浮き上がり火炎の形状は歪みにくくなったが，ブラフボディのDBD-PAを駆動しても浮き上がり火炎を制御出来なかった．浮き上がり火炎を制御出来なかった原因としては，Ⅰ．DBD-PAの出力不足． Ⅱ．ブラフボディを設置するための支柱と円形ブラフボディ形状による気流の乱れ．が考えられる．
ⅠのDBD-PAの出力不足はブラフボディの絶縁破壊を起こさないために，高電圧側電極とグラウンド側電極の誘電体の厚みが厚かったことが原因と考えられる．またⅡの気流の乱れは，電極の設置や絶縁破壊防止のためにブラフボディの支柱やブラフボディが円筒形状になったことが原因と考えられる．
ⅠとⅡの問題を改善するために，円形ブラフボディDBD-PAの形状の根本的な見直しを行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度中に浮き上がり火炎を円形ブラフボディDBD-PAで制御することを目標としていたが，制御することが出来なかった．ブラフボディにDBD-PAを組み込む際に絶縁破壊を起こさない形状にする必要があるが，その形状を決定するのに試作を複数回行ったため，時間が掛かった．また絶縁破壊を起こさない形状でブラフボディを製作することが出来たが，想定以上にノズルから噴出した気体の流れがそのブラフボディで乱れてしまい，浮き上がり火炎を制御することが出来なかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
浮き上がり火炎の制御を妨げたⅠ．DBD-PAの出力不足． Ⅱ．ブラフボディを設置するための支柱と円形ブラフボディ形状による気流の乱れ．を改善するために，円形ブラフボディDBD-PAの形状を変更する．現在はノズルから噴出する気体に対して垂直方向にブラフボディを設置するための支柱がある．燃焼制御用のブラフボディDBD-PAは絶縁破壊を防ぐためにこの支柱の厚みが厚く，気流の乱れの原因となっていた．この支柱の向きを噴出する気体と同じ向きに設計変更して気流の乱れを抑えて，DBD-PAで制御を行う．またブラフボディの形状変更に伴って電極の配置を見直し，印加電圧を増加させてDBD-PAの出力向上を行う．
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| Causes of Carryover |
参加した学会が自身が所属する大学で開催されたため，旅費が掛からなかった．そのため，次年度使用予算が生じた．2024年度はこの次年度使用予算でブラフボディDBD-PAを製作する予定である．
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