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アイテム
近距離音場における物体の跳躍現象と流体の噴出現象に関する研究
https://doi.org/10.15118/00010886
https://doi.org/10.15118/00010886c80c752f-4bd5-43d4-abaa-c8d6f7eee4d0
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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A507 (12.4 MB)
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A507_summary (165.4 kB)
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| アイテムタイプ | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||||||||
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| 公開日 | 2023-06-07 | |||||||||||||
| タイトル | ||||||||||||||
| タイトル | 近距離音場における物体の跳躍現象と流体の噴出現象に関する研究 | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 言語 | ||||||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||||||
| ID登録 | ||||||||||||||
| ID登録 | 10.15118/00010886 | |||||||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||||||
| アクセス権 | ||||||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||||||
| 著者 |
青野, 浩平
× 青野, 浩平
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| 抄録 | ||||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||||
| 内容記述 | 現在、超音波を用いた様々な現象を用いて物体の浮揚や位置制御が実現されている。近距離場音波浮揚は板状物体が振動面から音響放射力を受け数百µm程度、浮揚し保持力によって振動面上を保持する現象である。この保持力を用いることによって、板状物体の非接触2次元ステッピング搬送が実現されている。しかし、振動面上に窪みを有しており非平面である場合は振幅を増加させることで板状物体が非平面の振動面から跳躍することが確認された。また、平面の振動面上に貫通穴を有する物体を貫通穴が振動面に重なるように配置すると穴から空気が噴出することが確認された。このような振動面上からの跳躍現象および穴からの流体噴出現象はこれまで報告されておらず、詳細な検討により超音波の新たな分野が開拓されることが期待できる。さらに、これらの現象を利用することで新しい超音波デバイスの開発に応用できると考えられる。以上の理由から本研究では実験と解析から跳躍現象および流体噴出現象について詳細に検討し、明らかにした。また、その現象を利用した応用方法を提案した。跳躍現象は振動面からの距離に対する音響放射力の極小値が浮揚物体重量を上回ることで発生することを明らかにした。また、振動面上の中心からずれた位置に溝を設けることによって板状物体の非接触反転動作が実現できた。この非接触反転動作と近距離場音波浮揚を利用した非接触ステッピング搬送を組み合わせることによって、板状物体の非接触の搬送と反転動作可能になることが期待できる。振動面近傍に配置された穴を持つ物体の流体噴出現象による流速分布はPIV計測により計測された。PIV計測結果より振動面と穴付き物体間には空気が流入せず、穴からの噴出流は穴近傍の空気を吸引した穴軸上に排出する現象であることが明らかとなった。したがって、穴からの噴出流は流入部と流出部が近くなるが、穴に対向する位置に分離用の穴を設けることによって流入部と流出部を分離することができた。また、平面上に穴付きの円筒を配置し、上側から振動面を近づけると穴付き円筒が浮揚し、さらに浮揚円筒には10mNの保持力が作用した。10mNの保持力は近距離場音波浮揚における保持力よりも約10倍大きい保持力となり、この浮揚方法を用いた無重力空間における新しい浮揚保持への応用方法を提案した。 | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 抄録 | ||||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||||
| 内容記述 | Currently, the levitation and position control of an object has been developed by some ultrasonic phenomena. A planar object is levitated several hundred µm from a vibrating surface by near-field acoustic levitation (NFAL) phenomenon. The object was held by the holding force above the vibrating surface. This holding force was applied to the non-contact stepping transportation. However, when the vibrating surface has a recess, the planar object above the surface is jumped from the surface. In addition, the jet generated from the hole when the object has a through hole. These phenomena have not been reported before. A detailed examination of these phenomena was expected to extend new ultrasonic fields. Novel ultrasonic devices will be able to be applied by these phenomena. Therefore, this thesis described these phenomena to clear and suggestions about ultrasonic devices using these phenomena.The jumping phenomenon of the levitated object happened when the minimum force of the acoustic radiation force was larger than the object’s weight. The flip motion was realized by the asymmetric vibrating surface by a groove of a deviation position from a vibrating surface center. This thesis suggested combining non-contact stepping transportation by NFAL and flip motion.The jet phenomenon by an object with a small hole near the vibrating surface was measured by particle image velocimetry (PIV). The air did not flow in the air gap between the vibrating surface and the small hole of the object. The air around the small hole was absorbed, and then it was emitted from the hole. The inflow part and the outflow part of the jet were generated near each. The jet flow was separated by the separation hole at the opposite small hole. In addition, a cylinder with a small hole is levitated above the vibrating surface. The holding force acted on the levitated cylinder. The holding force reached 10mN. This force value is more than about 10 times larger than the holding force by NFAL. This levitation method was suggested to apply in zero gravity space in this thesis. | |||||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||||||
| 学位授与機関識別子 | 10103 | |||||||||||||
| 学位授与機関名 | 室蘭工業大学 | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 学位授与機関名 | Muroran Institute of Technology | |||||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||||
| 学位名 | ||||||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 学位の種別 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 課程博士 | |||||||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第507号 | |||||||||||||
| 報告番号 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 甲第507号 | |||||||||||||
| 学位記番号 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 博甲第507号 | |||||||||||||
| 研究科・専攻 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 工学専攻 | |||||||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||||||
| 学位授与年月日 | 2023-03-23 | |||||||||||||
| 日本十進分類法 | ||||||||||||||
| 主題Scheme | NDC | |||||||||||||
| 主題 | 501 | |||||||||||||
| 著者版フラグ | ||||||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||||||
| フォーマット | ||||||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||||||
| 内容記述 | application/pdf | |||||||||||||
