多点同時計測LDVを用いたマイクロチャネル流速計測法の開発

多点同时测​​量LDV微通道流速测量方法的开发

• 批准号: 14750112
• 负责人: 古市 紀之
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750112/
• 关键词: マイクロチャネル; 流速分布; 多点LDV

本研究では近年活発に開発が行われているマイクロデバイス周囲の流動計測を目的に,マイクロチャネル内の流速分布を計測する手法を確立することを目指した.本研究ではまたMEMSにおいて開発研究が活発なマイクロジェットやマイクロフレームにおける計測を含めた空気流れをも計測可能であるシステムを目指し,レーザー流速計を応用しマイクロフィールド用の多点同時計測LDVの構築を行った.前年度において概ね光学システムおよびその電気的処理システムの構築を完成させており,今年度は特に実流動場における計測を行い,その測定精度また測定能力についての検討を行った.まず,本システムにおける空間分解能は光ファイバーコア径0.24mmおよびオブジェクティブレンズの拡大率25倍から水平-垂直方向に10マイクロm程度となっている.実際のバースト信号から確認される水平方向分解能は20マイクロmであり,若干大きくなるが概ね整合している.これは従来のLDVからすると非常に小さい分解能となっている.また奥行き方向には焦点深度をそれとし1.2マイクロmと考えられる.この空間分解能を鑑み,実流動場としてはマイクロチャネル流路0.5mmx1mmを作成し,その流速分布を計測することに成功した.流量は15ml/minでRe=85となる流速条件において,概ねポアズイユ流れになっていることが確認された.また,逆流や非定常性を含んだ流れ場として,燃料電池におけるセパレータを模擬した曲がり管における流速分布の計測を行った.曲がり管は1mmx1mmのダクトが直角にベント後1mmx1.5mmの長さが1mmのダクトを通過後再び直角にベントし1mmx1mmのダクトに流入するというものである.その結果得られた速度分布は三次元数値計算の結果とも比較的良く一致した.この流れ場は非常に三次元性が強いことが予想されるために,測定体積が大きい場合には測定誤差が大きく含まれることになるが,そのようなことがなく,したがって本計測法が十分に対応していることが証明された.

The purpose of this study is to conduct flow measurement in recent years, and to analyze the flow velocity distribution within the flow meter.をMeasurement method をEstablishment of することをObject refers to した.This research is a ではまたMEMS においてOpen 発 Research がLive 発なマイクロジェットやマイクロフレームにおけるmeasurementをcontainingめたempty flowれをもmeasurement available Can be used as a flowmeter, can be used as a flow meter, can be used as a flow meterロフィールドConstruction using multi-point simultaneous measurement of LDV. The processing of the previous year's optical systemのConstruction を Completed させており, This year's special flow field におけるMeasurement を row い, そのMeasurement accuracy またMeasurement ability についての検 Discussion を rowった.まず,本システムにおけるSpace decomposition energy は光ファイバーコア diameter 0.24mmおよびオブジェクティブレンズの拡大The rate is 25 times, the horizontal-vertical direction is 10 degrees, and the horizontal direction can be decomposed.は20マイクロmであり,Some big きくなるが Concept ねintegration している.これは従来のLDVからするとvery に小さいanalytic energy となっている.また Austrian line き direction には focus depth を そ れ と し 1.2 マ イ ク ロm と 考 え ら れ る . こ の spatial decomposition energy を Kam み, 実 flow field The としてはマイクロチャネル flow path 0.5mmx1mmを was created and the flow velocity distribution was measured and the することに was successfully completed. The flow rate is 15m l/minでRe=85となるFlow rate conditionにおいて, general flow, reverse flow, countercurrent Unsteady flow field, fuel cell simulation, flow velocity distribution, flow velocity distribution measurement, simulation, flow velocity distribution, simulationがり tube は 1mmントし1mmx1mmのダクトに inflow into the するというものである.その results are obtained られたspeed distributionはthree-dimensional number value calculationの resultsともratio It is relatively good and consistent, and the field of flow is very strong and three-dimensional. It is easy to think about, and the measurement error is due to the large size of the measured volume.が大きく合まれることになるが,そのようなことがなく,したがって本measurement methodが十に対応していることがproveされた.