Creation of suction flow direction control function by using excited jets for development of fluid manipulator

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本研究は流体マニピュレータ開発の第一歩として，吸引スロット近傍に設置した励起噴流の振動数および速度変動振幅を調整し，吸引領域を限定するジェットパーテーションを生成することによる吸引流の方向制御技術の創成を目指している．初年度には，吸引流量一定下において非対称スロットによって偏向したシンセティックジェット（以下，SJとする）を用いることで，連続噴流では難しかったジェットパーテーションの生成に成功し，その発達がSJのストローク（振動数）とノズル－被吸引壁面間距離（以下，壁面間距離とする）に依存することが明らかとなった．2年目である2022年度は，吸引流の方向制御技術の確立に向けて，吸引流量の大きさがジェットパーテーションの発達やジェットパーテーションによって囲まれる吸引領域（負圧となる領域）に及ぼす影響について調査した．また，予備解析結果から，より大きな吸引流量（吸引圧力）に対してもジェットパーテーションを生成可能であると予想される正味の時間平均流量が正であるハイブリッドSJによるジェットパーテーションの生成可否について主にPIV（Particle Image Velocimetry）解析と圧力計測を行い調査した．得られた主な成果を以下に示す．[1] SJのストロークと壁面間距離の比が一定の場合，吸引流量の増加に伴い，ジェットパーテーションを形成する偏向SJの一部が吸引スロットに直接吸い込まれる流量が増加し，ジェットパーテーションを維持するための再循環領域が弱まり，最終的にパーテーションが消滅することが明らかとなった．また，同比が一定の場合に負圧となる吸引領域の大きさが最大となる流量が存在することが確認された．[2] ハイブリッドSJが非対称スロットによって偏向し，SJと同様にジェットパーテーションを生成可能であることが明らかとなった．