UVP法による磁性流体流動計測

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超音波流速分布測定法(UVP法)は従来からも使用されている手法であるが,電磁場下での磁性流体流動計測のような特殊環境化での計測は行われていない。昨年度,まず磁性流体流動計測へのUVP法の適用の可能性を探り,添加微粒子の粒径・素材・添加濃度,測定系におよぼす磁場の影響について検討を行い,ある程度の基礎資料を得る事ができた。そこで,本年度,このUVP法を様々な流動場に適用し,流動場計測が困難なために従来未解決であった諸問題の解明に取り組み,UVP法の磁性流体流動計測への有効性について検討を行った。まず,円筒容器内の磁性流体に回転磁場を印加することによって生じる旋回流の速度分布計測を行った。この流れは従来からも研究報告がなされているが,表面の速度分布しか計測が行われていなかった。さらに,研究者によって,回転磁場方向と表面の旋回流方向が異なるため,内部の速度分布計測の重要性が指摘されてた。本計測によって内部の渦構造がある程度は明らかになったが,実験条件の制約上,回転磁場方向と旋回流方向の関連については,結論を得る事ができなかった。次に,矩形容器内の磁性流体スロッシング流の内部速度分布計測を行った。また,摂動法を用いた非線形理論解析を試み,速度分布のスペクトル解析を行った。その結果、三次までのパワースペクトルについて実験結果と解析結果は良好に一致した。