電流印加法による電気動伝導性流体の搬送

目的:電磁場印加により液体金属を駆動させることを目的として,液体金属に高周波磁場を印加した際に金属内部に生ずる圧力変動を検出する.原理:高周波磁場(B=B_0 cos(ωt),B_0:印加磁束密度の振幅,ω:磁場の各周波数)を液体金属に印加すると,その内部には印加磁場の強度の2乗に比例した電磁気力(F∝B^2)が生ずる.電磁気力は印加磁場の2倍の周波数で向きが変化する.これが,圧力変動として液体金属内部に伝達される.実験:周波数3kHz,600-1200Aの高周波電流をコイルを介して液体ガリウムに印加した.そして,圧力センサーによりガリウム内部の圧力変動を測定し,その周波数解析を行ったところ,圧力は,3kHz,6kHzの周波数成分を持っていることが明らかになった.それぞれの周波数成分の強度に与えるコイル電流の効果Fig.1に示す.6kHZの周波数成分はコイル電流の約2乗に比例することから電磁気力による圧力変動,3kHzの周波数成分はコイル電流の約1乗に比例することからノイズであると推察した.結言:高周波磁場を液体金属に印加することにより,内部に圧力変動が生じることを明らかにした.

目的:電磁場印加により液体金属を駆動させることを目的として,液体金属に高周波磁場を印加した際に金属内部に生ずる圧力変動を検出する.原理:高周波磁場(B=B_0 cos(ωt),B_0:印加磁束密度の振幅,ω:磁場の各周波数)を液体金属に印加すると,その内部には印加磁場の強度の2乗に比例した電磁気力(F∝B^2)が生ずる.電磁気力は印加磁場の2倍の周波数で向きが変化する.これが,圧力変動として液体金属内部に伝達される.実験:周波数3kHz,600-1200Aの高周波電流をコイルを介して液体ガリウムに印加した.そして,圧力センサーによりガリウム内部の圧力変動を測定し,その周波数解析を行ったところ,圧力は,3kHz,6kHzの周波数成分を持っていることが明らかになった.それぞれの周波数成分の強度に与えるコイル電流の効果Fig.1に示す.6kHZの周波数成分はコイル電流の約2乗に比例することから電磁気力による圧力変動,3kHzの周波数成分はコイル電流の約1乗に比例することからノイズであると推察した.結言:高周波磁場を液体金属に印加することにより,内部に圧力変動が生じることを明らかにした.