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電極表面の微細加工によるプラズマアクチュエータのジェット強化に関する研究

电极表面微细加工等离子体激励器射流强化研究

基本信息

批准号：
18J13421
负责人：
中野朝
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J13421/
关键词：
プラズマアクチュエータ印加電圧波形誘電体電極形状 BOS

项目摘要

新幹線や旅客機などの高速輸送機における流体制御において、大気圧中の放電を用いた流体制御デバイスであるプラズマアクチュエータの導入が検討されている。しかし出力が弱いため実用化には至っていない。そこで本研究では、プラズマアクチュエータの出力・電力効率向上を目指す。そのため、①アクチュエータから生じるプラズマを増加させ、②ナノ秒～マイクロ秒スケールで連続的に生じる放電を過渡的にコントロールすることで高い電力効率を達成することを目指す。また本研究ではさらに、③プラズマ領域を垂直方向に拡大するコンセプトで上部電極形状を変化させることで、プラズマアクチュエータの飛躍的な出力向上を実証する。前年度は、プラズマアクチュエータの出力向上に最適な誘材料を選択するため、複数の誘電体材料を用いた調査および、流れ場を可視化するための新たな設備を構築した。そして本年度は本研究を総括するため、まず①②を達成する目的で新しい交流電圧波形を設計した。この波形は急峻な電圧勾配と緩やかな電圧勾配で構成される。これにより、プラズマ生成量の向上と放電のコントロールを達成できることを確認した。さらに、通常の交流電圧波形に比べ50％ちかく出力および電力効率を向上できた。次に、表面に微細加工を施す、もしくは上部電極形状を変化させることによる出力・電力効率向上を実証した。上部電極（マイクロスケール厚さの金属テープ）の表面にミリスケールで三角形状の穴をあける、もしくは上部電極を従来の金属テープからワイヤ状に変化させることで、それぞれ40％ちかく出力と電力効率を向上できることを確認した。最後に新たに設計した印加電圧波形とワイヤ状の電極を用いる手段を組み合わせることにより、2倍近くの飛躍的な向上を達成した。本研究で得られた成果は、プラズマアクチュエータによる輸送機周りの流れ制御の実現を大いに促進できると考えられる。

Shinkansen, passenger planes, high-speed conveyors, fluid control systems, high-pressure discharge systems, fluid control systems, and introduction systems The power is weak, the power is weak, and the power is weak. This study is aimed at improving the output and power efficiency. For example, if you want to increase your power consumption, you can increase your power consumption by increasing your power consumption. In this study, it was demonstrated that the upper electrode shape was changed in the vertical direction, and the upper electrode force was increased in the vertical direction. In the past year, the most suitable inductive materials were selected, and the new inductive materials were investigated and visualized. This year's study aims to achieve the goal of designing new AC voltage waveforms. This waveform is composed of high voltage and low voltage configurations. This is the first time I've ever seen a woman. In this case, the normal AC voltage waveform ratio is 50%, the output power ratio is 50%, and the power efficiency is 50%. Secondly, by performing micro-machining on the surface and changing the shape of the upper electrode, the output and power efficiency can be improved. The surface of the upper electrode has triangular holes, and the upper electrode has triangular holes. Finally, the new design of the voltage waveform, the use of means to combine, double the leap up The results of this study are as follows: 1. The flow control of conveyor is greatly promoted