研究テーマresearch
航空・推進系テーマ
循環制御翼(CCW：Circulation Control Wing)ジェットベクタリング(FTV：Fluidic Thrust Vectoring)
粘性流体が円柱近傍を流れるとき、コアンダ効果により壁面に
引き寄せられることが知られています。
幾何形状変化を伴わず流体力のみで噴流の方向制御を目的としており、
航空機や空調機器への応用が期待されています。
CCWは、円柱表面に設けているスロットから接線方向に噴出します。
すると、主流は大きく偏向し高い揚力が得られることを報告しています。
FTVは、主流をコアンダ半円柱近傍から
二次流れ(噴出・吸引・シンセティックジェット)を用いた偏向制御の研究です。
運動量比や幾何形状が流れ場に与える影響を調査しています。
FTVについてはこちらをご覧ください
シンセティックジェット・脈動噴流
シンセティックジェットとは、流体の吸引と噴出を同一のスロット(流体の出入口)で
交互に行うことです。
特徴として供給流量がゼロであるにも関わらず、下流で噴流を形成することです。
駆動源をスピーカーやピエゾ素子などの振動体であるため、
部品数が少なく小型流体機械の応用に期待されています。
本研究では、シンセティックジェットとスロット幾何形状による噴流構造を
実験とCFDを使用して、渦配列や再循環領域等の現象解明を目的に進めています。
ターボ機械系テーマ
軸流ファン・案内翼 (IGVs：Inlet Guide Vanes)
軸流ファンの使用用途は、推進・吸排気・冷却が挙げられます。
生活におけるファンの使用環境は小型化が進み、
ファンの周りには壁や他の電子機器が隣接している製品が見られます。
そこで、性能と障害物の関係に着目し、実験と数値解析から解明を試みています。
また、案内翼の設置におけるファン性能と周辺の流れ場に及ぼす影響、
不安定流れの発生メカニズムの解明を試みています。設置することで、
擾乱が周方向に伝播する不安定流れの抑制や翼表面圧力の低下等が確認されており、
案内翼によって障害物によるファン性能低下を緩和します。
医用・マイクロ系テーマ
キャビテーション気泡
極めて小さな気泡が崩壊するとき、崩壊末期には衝撃圧を発生し
境界近傍の場合では境界に向かってマイクロジェットが発生します。
この現象は、ロケット用ターボポンプや船舶のスクリュー等の高速液体で発生する
「キャビテーション現象」であり、回転翼の腐食や破壊が問題とされていた。
近年は、ドラッグデリバリーシステムやソノポレーションなどの
医用・生命科学分野への応用が期待されています。
本研究は、可視化と数値解析を用いて位相差のある
2つの気泡の相互干渉の挙動を調べています。
(a)実験(Tomita and Sato) (b)数値解析