築地研究室
上智大学 機能創造理工学科 理工学部・理工学研究科(大学院)
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● 油圧用アキシアルピストンポンプ内の流動解析
 

油圧用アキシアルピストンポンプの可視化用の実物大のポンプを製作して,内部流動を高速度カメラを用いて撮影した.上図左は,5MPa, 300rpmの実験条件でのシリンダ内の撮影結果の流動であり,高速度カメラによる撮影結果の1コマである.図の左下から右斜め上方向に黄色に光っているものがキャビテーション噴流である.右図は,CFD解析により得られた結果であり,白い部分は気泡含有率が30%の等値面である.左図の実験結果とよく一致している.これらの結果により,実際の動作状態でのピストンポンプ内部の流動状態が解析でき,キャビテーションの予測が可能になった.

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● 油圧用マニホールドブロック内の流動解析
 

上図は,油圧用マニホールドブロック内の管路内のCFD解析結果である.数値の単位はm/sで,左上から流入して一周周り下方向へ流れ出る.管路の長さや径,曲がる位置等が圧力損失に及ぼす影響が調べられる.圧力損失が少なく,コンパクトなマニホールドブロックの設計開発が行われている.

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● 空気圧を用いた非接触把持機器に関する研究
 

上左図は実験装置の外観図であり,透明のチューブから供給される空気圧の機能を利用して青色の太陽光セルを非接触で空中に把持している。左図は,機器の上方向から見た図であり,右図は横方向から見た図である.太陽光セルと上の把持機器との間に隙間が確認できる.本把持機器を用いると,太陽光セルが回転することなく把持できる.

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● 電極付近の機能性流体の流れの可視化
 

機能性流体として液晶を用いた場合のEHD (Electro Hydro Dynamics)現象の観察を行った.上の左図は,電極付近の流れの速度ベクトルをPIV(Particle Image Velocimetry)処理により得られた結果で,中図はその結果から流れの方向をスケッチした図である.渦の間を通って右から左へ一方向の流れが発生している.この流動を利用して,右図に示すようなポンプを製作して特性を調べている.

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● プラズマアクチュエータ付近の流動解析
 

プラズマアクチュエータの黄色の電極付近の空気流動の様子である.印加電圧は5.5kV, 20kHzであり,タウンゼントモデルを用いたCFD結果である.電場印加により,水平壁上に右方向の流れが誘起されていることが分かる.境界層の剥離制御等に利用できる.

 
 
 研究内容
油圧用アキシアルピストンポンプ内の流動解析
油圧用マニホールドブロック内の流動解析
空気圧を用いた非接触把持機器に関する研究
電極付近の機能性流体の流れの可視化
プラズマアクチュエータ付近の流動解析
 
 
 
 
 
 
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