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風洞プロジェクト始動 

さて、実は2012年末、つまり大学の合格が決まった直後、科学技術振興機構の未来の科学者養成プロジェクトの予算をぎりぎりまで使おうと新しいプロジェクトを企画しました。

簡単に説明すると、風向きを変化させることができる風洞実験装置を開発しようというものです。

実際、風向を変化させられる風洞実験装置は全国に結構あります。
一番有名な例は九州工業大学の風洞実験装置です。
Untitled-3.jpg

この下の図のように180°分送風口が、反対側の180°には排気口がついており、シャッターを順々に操作することで風向を変えるそうです。説明はこちら→https://ds.lib.kyutech.ac.jp/dspace/bitstream/10228/2449/1/19560481seika.pdf

Untitled-4.jpg

特に大きいものでは、宮崎大学のマルチファン風洞があります。

04_01.jpg

原理的には九州工業大学の風洞と似ていますが、けた違いに大きく、99個のファンを備えています。
しかし、ファンがついている角度が小さく、九州工業大学の風洞ほど大きな風向変動は再現できないようです。

宮崎大学風洞図

また、日本大学にもユニークな風洞装置があります。
!2P_PHOT.jpg

これは三基の風洞装置の送風量を調節することで風向を調整しようというものです。
大きさは小さめで、変動角度も小さ目です。
東京大学にも同様の仕組みの風洞実験装置があるそうです。

ここまで見てきて、現存する風向を変えることができる風洞装置は「大きくて変動角度が小さい」か「小さくて変動角度が大きい」か「小さくて変動角度も小さい」の三種類に分かれるようです。
やはりファンを沢山設置するのは非常に予算がかかるため、「大きい」と「変動角度が大きい」を両立させられていないような感じですね。精度の観点からは何とも言えませんが。

しかし、私の研究では「大きくて」「変動角度が大きい」風洞実験装置が必要です。
具体的には、「360°自由に風向を変化させることができ、900mm級の小型風車と2m級小型風車の本体部分が入るほどの大きさを持ち、風速も8m/sほど出せる風洞」です。

しかし、学生にはファンを何百個も設置する費用も場所もありません。
「送風機1~2台程度の風洞1基のみでなんとかならないものか・・・・」と考えた末に達した結論が

「風洞ごと回したらいいのでは!?」

風洞そのものを回す場合、風洞内を流れる気流に対して慣性力が働いて、流れ方が偏るというのは目に見えているので、その偏りを気流の制御(可変偏流板など)によって解決することができるんじゃないか・・・

初案を図にするとこんな感じです(下図)
めっちゃデカイです(笑)
2方向に気流を分けて回流させるという自称「ダブルゲッチンゲン型」です。2方向に分けることによって最大限の省スペースを実現してます。(一本のみの回流にすると使用面積が倍くらいになる)

BK4ZLZvCAAAIUfM.jpg


そこで、回流型の風洞をまるごと実験対象を中心に回転させるという無謀なプロジェクトを長崎大学で教授に提案したところ、「技術的に非常に難しい上にお金がかかりすぎるので却下」ということでした。
しかし、このプロジェクトは風洞を制作するだけでも論文が一本書けるくらい濃い内容だという肯定的な反応もいただきました。このプロジェクトは却下されたまま、未来の科学者養成講座は終了となりました・・・。

しかし諦めきれない・・・

うぬぬぬ





と悩みつつ大学に入学し、研究室にも通うようになって一か月、親友からある研究支援の企画を紹介されました。
これは大学内の学生の研究プロジェクトに50万円までの予算を出して援助するというものです。
もちろん審査があり、3分間という鬼畜な短さのプレゼンで一次審査、またまた3分間+5分間質疑応答という二次審査で決定します。選ばれるのは12企画ほど。
これを紹介されたのが応募書類〆切前日でした。そこで、プロジェクトに興味のある同じ学部の学生6人をその場で集め(事後承諾2名を含む)、一晩で4枚ほどの書類を書き、〆切当日である次の日に事務所に出しに行きました。

そして審査の結果、研究が認められ、
50万円の予算を出してもらうことになりました!


しかし、本当に50万で足りるのか近日心配になってきました。
これはこれまで通りの研究的貧乏知恵で乗り越える必要がでてきそうです。
早速、レールガン制作で有名なcoilerさんから送風ファンのブレードを送っていただきました。あとは適当な200V2000Wくらいのモーターを買ってきて旋盤でつなぎ具をつくれば50万円相当の送風機のできあがり★
これこそ、若手研究者の助け合いってやつですね・・・

BLw4irlCMAAhpyj.jpg

現在は第一段階としてミニチュア版を設計・制作中です。とはいっても十分大きいですが。
長崎大学に提出した時の設計では、水平方向に回流する方式でしたが、今回は送風機が重くなる可能性があるので縦方向の単回流にしました。ミニチュア版は一辺40cmなので高校で制作した風洞実験装置の部品やハニカムが使いまわせるという利点があります。

風洞設計(ブログ用)

とりあえずこいつを完成させて、詳細なデータをあつめて、大型化へと突き進もうかと。
ミニチュア版のデータが出たら専門家の方にも話に行ったりできるのですが、やはりデータがないと無謀なイメージがあるので相手にされない可能性が高いですね。

ちなみにメンバーは超十人十色です。十色どころか可視光域を超過してマイクロ波・ガンマ線やらが混じっている状態です。これは面白い研究ができそうだ・・・・期待してます。



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この記事に対するコメント:

かっこいいなぁ

勉強に対するモチベーションが上がる・・・!

minon #- | URL | 2013/06/12 23:49 * edit *

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