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磁性ナノ微粒子を用いた乱流抵抗低減法とそのメカニズムの解明

使用磁性纳米颗粒的湍流减阻方法及其机理的阐明

基本信息

批准号：
11J03856
负责人：
岩本悠宏
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,磁性ナノ微粒子を含む磁気機能性流体の流れのメカニズムを解明することを目的として,新しい乱流抵抗低減法の確立を目指している.同時に,磁場環境下における磁気機能性流体の熱流動メカニズムについて調査を行っている.1.遷移域における磁性流体の流れのメカニズムの解明:遷移域における磁性流体の管内圧力損失の計測を行った結果,磁場印加によりレイノルズ数が約2200において,圧力損失が30.2%低減し,磁場印加による乱流抵抗低減が確認された.また,磁場強度の増加に伴い,乱流遷移域は高レイノルズ数側へ遷移することが確認できた.2.乱流域における磁気粘弾性流体の流れのメカニズムの解明:粘弾性流体に磁性ナノ微粒子を添加し,外部磁場を印加することで磁気粘弾性流体の流動を含む能動的に制御した新しい乱流抵抗低減法の確立を目指している.本年度は,磁性ナノ微粒子を磁気粘弾性流体の動的レオロジー計測を行うため,高磁場印加型レオメータを新たに試作し,本流体の動的レオロジー計測を行った.その結果,磁場下において貯蔵弾性率(弾性的性質)が増加し,新しい乱流抵抗低減法の可能性を見出した.同時に,四要素モデルに基づく理論解析を行い,磁性体が高分子構造に影響を与えることで貯蔵弾性率が増加することを明らかにした.3.磁気機能性流体の熱流動メカニズムの解明:外部磁場下では,磁気機能性流体に磁気体積力が作用し,流体が沸騰した場合,非磁性の気相に磁気浮力が作用し,管内は乱流状態になる.本年度は,実験的アプローチにより外部磁場の印加により単相流および二相流において磁気機能性流体の熱輸送能力が飛躍的に向上することが分かった.また,Hybrid LBMを用いた解析的アプローチにより,単相流において,磁場印加により循環流が形成されること,また気液二相流では磁気排除効果に起因して沸騰が促進されることを明らかにした。

In this study, magnetic microparticles contain magnetic functional fluid flow. The purpose of this study is to determine the target of turbulence resistance. At the same time, in the magnetic field environment, the flow of magnetic functional fluid is affected. 1. The result of the calculation of force loss in the magnetic fluid tube shows that the number of force loss in the magnetic field is about 2200, the force loss is 30.2%, and the turbulence resistance is low. The intensity of the magnetic field increases with the increase of the magnetic field strength, and the turbulence domain is shifted to a high temperature. 2. Disorderly flow of magnetic viscous fluids: viscous fluids, magnetic particles, external magnetic field, magnetic viscous fluid, magnetic viscous This year, the performance of magnetic particles, magnetic viscous fluid, high magnetic field, high magnetic field and high magnetic field. The result of the experiment shows that the rate of sex (sex) increases under the magnetic field, and the possibility of low-level method of turbulence resistance is greatly increased. At the same time, the basic theory of the four elements is analyzed, and the magnetic polymer imaging and magnetic properties are increased. 3. The magnetic functional fluid flows under the external magnetic field, the magnetic functional fluid has the active force action, the fluid boiling phase has the magnetic buoyancy effect, the non-magnetic phase has the magnetic buoyancy effect, and there is a turbulent flow in the tube. This year, the external magnetic field, the Inca, the phase flow, the two-phase flow, the magnetic functional fluid, the transport capacity, the transmission capacity and the capacity of the two-phase flow system are discussed in this year. In this paper, Hybrid LBM is used to analyze the temperature field, phase flow, magnetic field, magnetic field, and liquid two-phase flow. The effect of magnetic elimination is due to the effect that the temperature increases the temperature.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Active Flow Control of Ferrofluids using External Magnetic Fields

使用外部磁场对铁磁流体进行主动流动控制

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
岩本悠宏;山口博司;牛小東;Y. Iwamoto;H. Yamaguchi;佐々木雅;Y. Iwamoto;Y. Iwamoto;Y. Iwamoto;岩本悠宏;A. Renard;岩本悠宏;Y. Iwamoto;奥田龍治;岩本悠宏;Yuhiro Iwamoto
通讯作者：
Yuhiro Iwamoto

Lattice Boltzmann Simulation of Magnetically-driven Heat Transport Device using Temperature-sensitive Magnetic Fluid

使用温敏磁流体的磁驱动传热装置的格子玻尔兹曼模拟

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
岩本悠宏;山口博司;牛小東;Y. Iwamoto;H. Yamaguchi;佐々木雅;Y. Iwamoto;Y. Iwamoto;Y. Iwamoto;岩本悠宏;A. Renard;岩本悠宏;Y. Iwamoto;奥田龍治;岩本悠宏;Yuhiro Iwamoto;Yuhiro Iwamoto;Yuhiro Iwamoto;岩本悠宏;石塚成道;Yuhiro Iwamoto;岩本悠宏;Yuhiro Iwamoto
通讯作者：
Yuhiro Iwamoto

Application of a Binary Temperature-Sensitive Magnetic Fluid for a Mini Magnetically-driven Heat Transport Device

二元温敏磁流体在微型磁驱动传热装置中的应用