乱流のスマートコントロール

昨年度に引き続き,先進的な三成分粒子画像速度計測手法(ステレオPIV)を確立し,下記の流動制御実験における詳細計測を行なった.1.同軸二重噴流のアクティブ制御開発した画像速度計測手法を,アクティブ制御された同軸二重噴流の計測に適用した.二重になったノズルのうち,外側ノズル壁面に電磁式フラップ型アクチュエータが装備されており,これを動かすことにより流動場を制御する.ステレオPIVを用いることにより,主流に平行な平面内の渦構造および主流方向速度の情報を同時に測定した.この測定結果より,同軸モード,ヘリカルモードといった異なる制御入力において,アクチュエータの動きによって放出される渦構造の強度,出現頻度等について定量的考察を行い,流動制御機構の解明を行った.これらの研究成果は世界実験熱流体会議(2005年,宮城)において発表した.また、これに詳細な考察を加えた成果を,国際誌Journal of Turbulenceに投稿中である.2.マイクロ混合制御まず,バイオチップ等に現れるマイクロスケールの流路における粒子画像速度計測(マイクロPIV)を行なった.検証のために,幅260μm,高さ230μmの矩形流路における流速の計測を行い,解析解と良い一致が得た.またマイクロスケール計測に特有の問題点として,シグナル/ノイズ比の低下による計測精度の低下について定量的な解析を行った.さらに新しいアイデアに基づき,マイクロ流路においてのための三次元的な速度分布を測定可能な粒子画像速度計測手法を構築した.

昨年度に引き続き,先進的な三成分粒子画像速度計測手法(ステレオPIV)を確立し,下記の流動制御実験における詳細計測を行なった.1.同軸二重噴流のアクティブ制御開発した画像速度計測手法を,アクティブ制御された同軸二重噴流の計測に適用した.二重になったノズルのうち,外側ノズル壁面に電磁式フラップ型アクチュエータが装備されており,これを動かすことにより流動場を制御する.ステレオPIVを用いることにより,主流に平行な平面内の渦構造および主流方向速度の情報を同時に測定した.この測定結果より,同軸モード,ヘリカルモードといった異なる制御入力において,アクチュエータの動きによって放出される渦構造の強度,出現頻度等について定量的考察を行い,流動制御機構の解明を行った.これらの研究成果は世界実験熱流体会議(2005年,宮城)において発表した.また、これに詳細な考察を加えた成果を,国際誌Journal of Turbulenceに投稿中である.2.マイクロ混合制御まず,バイオチップ等に現れるマイクロスケールの流路における粒子画像速度計測(マイクロPIV)を行なった.検証のために,幅260μm,高さ230μmの矩形流路における流速の計測を行い,解析解と良い一致が得た.またマイクロスケール計測に特有の問題点として,シグナル/ノイズ比の低下による計測精度の低下について定量的な解析を行った.さらに新しいアイデアに基づき,マイクロ流路においてのための三次元的な速度分布を測定可能な粒子画像速度計測手法を構築した.