【研究分野】流体工学

【研究領域課題番号】05302033 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

磁性流体 / ER流体 / 電磁場 / 混相流 / 微粒子 / 凝集 / レオロジー / 機能流体 / 磁場 / 二相流 / 振動流

【研究成果の概要】

以下の3項目について組織的な研究を行った。
1.機能流体の製造と物性に関する研究
磁場の作用下で高機能を発揮する磁性流体の製法の開発が進められ、従来の磁化の強さに対して3〜4倍の高い磁化を示す窒化鉄微粒子を含む磁性流体が開発され、その磁化特性及び粘度特性が解明された。また、磁化の温度依存性の高い感温磁性流体として銅-亜鉛フェライト粒子を含む磁性流体が開発された。さらに、電場によりレオロジー特性が大幅に変化するER流体についても、そのレオロジー特性への電場依存性が詳細に検討された。
2.機能流体の力学に関する研究
磁場の作用下での超微粒子の振る舞いと凝集形態を解明するための数値シミュレーションが行われた。また、磁場下での粒子の一部凝集あるいは濃度変化を考慮して、磁性流体の管内流動特性(特に,振動流の特性)を求め得る理論解析を行い、実験結果をよく説明しうることが示された。さらに、管内二相流の流動及び伝熱特性に及ぼす磁場の影響が流体中の気泡の微視的振る舞いをも含めて明らかにされた。
3.流体の機能化とその応用面の開発に関する研究
流体の混相機能化に関する研究が行われた。すなわち、磁性流体に磁場効果のみならず電場効果を持たせることやER流体のレオロジー特性への磁場付与の効果が検討された。さらに、多機能流体の構築による流体の知能化に関する提案がなされた。その応用面開発の基礎研究として、軸シール、ダンパ、アクチュエータ、及びエネルギー変換システムの性能評価が行われた。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1993 - 1994

【配分額】5,700千円 (直接経費: 5,700千円)

【研究分野】流体工学

【研究領域課題番号】02302042 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

磁性流体 / 磁場 / 熱磁気対流 / 管内流 / 微粒子 / レオロジ- / 熱伝達 / 不安定性 / 磁場制御 / アクチュエ-タ / 界面不安定性

【研究成果の概要】

研究グル-プを、(1)磁性流体の物性に関する研究、(2)力学に関する研究、(3)応用面の開発研究の3グル-プに分けて研究を進め、年3回の研究連絡会と年1回の研究発表会の開催を通し、2年間の研究成果をまとめた。
まず、(1)の物性に関する研究では、窒化鉄微粒子を含む磁性流体の合成により飽和磁化が従来の磁性流体より3〜4倍も高い試料の作成に成功し、その耐熱性、耐酸化性が調べられた。また、界面活性剤を用いないイオン性磁性流体の開発も進められ、その粒子の分散性が調べられた。
(2)の力学の研究では、磁場の作用下で微粒子が一部凝集してクラスタ-を形成することによる磁性流体のレオロジ-特性及び管内流動特性(特に、振動流特性)の異常性の解明が進められた。また、非一様磁場下での気液二相流の流動特性の研究が行われ、管内流れの磁場制御の解明がなされた。その他、磁性流体の界面の変形、熱磁気対流の制御、強制熱伝達の磁場制御などの研究が新たな展開をみせた。
(3)の応用研究では、ダンパ-、アクチュエ-タ、磁性流体研磨装置、さらに、沸騰現象の磁場制御を活用したヒ-トパイプやエネルギ-変換システムなどの応用開発に向けての研究が行われた。
2年間の本研究組織での研究成果の大部分は平成4年7月20日〜24日にパリで開催される第6回磁性流体国際会議において発表される予定になっている。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1990 - 1991

【配分額】6,600千円 (直接経費: 6,600千円)