2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25289048
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
水野 毅 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20134645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平原 裕行 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20201733)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁気浮上 / 風洞 / 回転球体 / 磁気浮上モータ / 非接触支持 |
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| Research Abstract |
（１）ゴルフボール相当の大きさの回転球体を対象として，風洞測定部が200×200mmの大きさとなる風洞装置について検討を行った．開発する風洞試験装置は，気流送出・排出を行う風洞部と回転球体支持装置とから構成する．回転球体支持装置は，強磁性体を含む球体を磁気浮上させ，かつ回転させるための磁界を発生する電磁石を備えている．この支持装置は，(a)変位検出部を風洞内部に置くことができないので，渦電流センサなどを用いることができない，(b)磁路中に断面積が大きな風洞を挿入するため，大ギャップでの磁気浮上が必要となる，という二つ課題を克服しなければならない．本研究では，課題(a)に対しては，実際に全差動式光学変位センサを開発した．課題(b)に対しては，まず，現有する装置において，磁束の分布を測定し，磁場解析結果との比較を行い，磁場解析を利用した装置設計を行えるようにした．その上で，電磁石の磁極の材質や構造及びコイルの配置などを含めて検討したところ，現有する電力設備では，供給電力が不足することが予測された．そのため，当初計画していた200×200mmの大きさの風洞をスケールダウンして100×100mmの大きさの風洞を開発するように計画を変更した．
（２）上記したように，電磁石の吸引力を利用して直接球体を支持・回転する方式では，実現できる風洞の大きさが制約されるとの知見が得られたので，計画を前倒して，磁路制御形磁気浮上機構の開発及びセルフスピニング機能を持つ球体の開発を行った．前者に関しては，制御板の材質を強磁性体から永久磁石に換えた，磁束集中式浮上機構を開発し，従来の方式に比べて数倍の浮上力を発生させることに成功した．後者に関しては，実際にセルフスピニング機能を持つ球体を製作し，磁気支持した状態で，セルフスピニング機能を実現することに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
・風洞測定部が200×200mmの大きさとなる風洞装置については，磁気回路を最適化しても，現有の電力設備では，電力供給が不足することが懸念されるので，スケールダウンした風洞装置を開発するように計画を変更した．このような検討を綿密に行ったため，新たな風洞装置の製作に関しては，当初の計画よりもやや遅れている．
・一方で，より大きな風洞装置を実現する場合に必要となる磁路制御形磁気浮上機構置や，その場合に必要となるセルフスピニング機能を持つ球体については，当初の計画では，平成26年度および27年度に研究を実施する予定であったが，平成25年度に計画を前倒しにして，研究を実施した．
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| Strategy for Future Research Activity |
スケールダウンした風洞装置に関しては，平成26年度に設計・製作を行う．飛行軌跡表示システムの開発，磁路制御形磁気浮上を利用した風洞装置に関しては，当初計画どおりに研究を遂行する予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初計画では2013年度に実施する予定であった風洞装置の製作を2014年度に実施することにしたため．
風洞装置の製作に使用する．
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