進行波磁場内における磁性流体の流動の光ファイバレーザ計測法の開発

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550124
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山根 隆一郎 東京工業大学, 工学部, 教授 (50016424)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 修造 東京工業大学, 工学部, 助手 (20143670)
• Keywords: 磁性流体 / レーザ流速計 / 光ファイバ / レーザ変位計 / 進行磁場 / 回転磁場 / 界面現象 / スロッシング

Research Abstract

1.進行磁場内の磁性流体の流動について
回流式用水路を製作し, 進行波電磁石を用いて水ベース磁性流体を駆動することに成功した. 磁性流体の流れが印加磁場部分で盛り上り, 高さを増す上, 加速されて速くなるという奇妙な現象が生じていることを発見した. これは底部で大規模な逆流が生じていることを示唆している. 磁場の強さ, 進行磁場の進行速度を種々に変化させ, レーザを用いて流面高さと流速を測定した. またこの現象についての理論解析を行った.
2.回転磁場における磁性流体の流動について
円筒容器を回転磁場の中に置き, 容器中の磁場流体を回転させる実験を行った. 磁性流体は回転磁場の効果によって磁場の回転方向と逆向きに回転するが, 円筒壁付付近では逆に同方向に回転する. また液面は回転放物面状に中心部が凹み, 外周部が盛上った形状となる. 磁場の強さ, 回転速度を種々変化させ, 回転流速および液面形状を測定し, 磁場の強さ, 周波数との関係を明らかにした. また理論解析も行った.
3.交流磁場下の磁性流体液面の波動
静止した容器中に磁性流体を入れ, 液面に垂直方向の交流磁場をかけると磁場の強さが小さい場合は磁性流体は静止状態にあるが, 磁場の強さがある限界を越えると表面に波が発生し, スロッシンと同様の現象が生じる. この限界は交流磁場の周波数によって異なる. このような現象を理論解析によって予測し, 実験によって確認した.
4.磁性流体の流体速測定
磁性流体は不透明体であるため内部の流速測定は困難であり, 計測例は皆無に近い. 上記研究では表面浮遊法によってまず表面流速を測定し, 次にレーザによって透過深度内で測定した.

Research Products

• [Publications] 大久保雅章: 磁性流体講演論文集. 9-11 (1987)
• [Publications] 大久保雅章: 日本機械学会論文集. (1988)
• [Publications] 大久保雅章: 日本機械学会論文集. (1988)