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工房の大整備 

これまで私の作業スペースは研究室と自宅の2箇所に分かれており、非常にやりにくい状態だったのでほぼすべての工作機械や工具を研究室に移し、大幅に環境整備をしました。

家で作業してると 「あ~!あの工具が研究室にあるから作業が進められない!!」
研究室で作業してると 「家にあの工具おいてきてしまった~!」

というラボ畜あるあるももう終わりです^ ^
CNCフライス一式(防音ケースなど)はしょっちゅう使うのでそのまま家で運用し続けることにしました(もはや家電扱い)。

IMG_9001.jpg

研究室の作業場の全景です。
シャッターのサイズギリギリの風洞装置が鎮座していて、その横のスペースが工作スペースになっています。
これまでは工具は全て地面に直置き、そこらじゅうに端材、木材、ドリル、ネジ、ボルトが散乱している状態だったので、使用開始から1年半たってようやく「棚」と「作業机」を導入(製作)しました。

IMG_9004.jpg

余っていたツーバイ材と12mmNONJAS合板で棚と作業机を2つ制作しました。
床に散乱していた物は全て分類され、ボックスに収められています。写真にはありませんが、今ではラベルもつけてます。
奥の方にボール盤、卓上フライス盤、卓上旋盤、ベルトサンダー、ロータリーバンドソー、糸鋸盤が並んでます。据置型の物は全て机に並べ、スライド丸鋸やその他の木工工作機械たちは棚の中にしまってます。

IMG_7444.jpg

左端に見えてるのは2台目のCNCフライスで、主に木や発泡スチロールなどの柔らかい材料の切削を担当しています。

IMG_8999.jpg

そしてそこらじゅうを砂まみれにする研究室1番の困ったさんのサンドブラスタ―は離れた場所に専用の台を作って設置。フィルターの調子が悪く、隙間という隙間から砂が噴出してきます。近いうちに吸出しファンを備えた強力なフィルターをつくる必要がありそうですね・・・(汗)

IMG_7446.jpg

廃材や資材は専用の箱を作りました。過去に風洞のための大量のアルミハニカムが送られてきたときの木枠をそのまま切りなおして箱にしています。箱が極端に大きいので、研究室の反対側から廃材を投げても入るので、割と便利です(笑)

IMG_9019.jpg

そして改装から数日、早速汚れてきています(汗)

らってんが長期的に研究室を整理整頓された状態に維持できる日はいつ来るのやら・・・
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風洞装置完成! 

お久しぶりです。らってんです。

覚えている方は少ないかもしれませんが、一年前に某機関の研究予算を獲得してから新型の風向変動風洞を開発するプロジェクトを進めていました。
2014年の2月ごろ(報告会直前)になんとか完成し、実験まで漕ぎつけました・・

実験の結果はかなり良好で(専門の教授がびっくりしていた)、予算の最終報告会・審査会で院生・博士の研究プロジェクトが大半を占める中、

最優秀賞(総長賞)

を獲得することができました!
プロジェクトメンバーの皆さん、そしてスポンサーのみさなんには本当に感謝しきれませんね。

完成した装置はこちら。

IMG_5901.jpg

現在特許申請手続きを進めているところなので、現時点で詳しい構造や仕組み・スペック等を公開することはできないのでお許しください。
見て分かるように、かなりデカイです・・・
上の画像が排気口側で、下の画像が吸気口側です。

IMG_5897.jpg

基本的なスペックとしては「縮流比n=3・測定部高さ147mm」です。
乱流強度は1%程度です。
企画段階では縮流する予定もなく、測定高さ50mmぐらいだったのですが、設計するにつれ欲が出てきてしまいました。サイズはプロジェクトの研究室のシャッターギリギリです(笑)
5mm~20mmくらいしか隙間がありません

IMG_5236.jpg

校内に駐車中の風洞。
3つの区画に分解できるようになっています。
当初の予定では分解してトラックで別キャンパスに移動できるようにするはずだったんですが、高さ、幅ともにどう頑張ってもトラックに積めないサイズになってしまいました(爆)

IMG_5188.jpg

内部はこんな感じ(一部)です。
実験中なので測定機器がいろいろおいてあります。

IMG_5481.jpg

ハニカムを取っ払った状態の写真がこちら。
薄いラワン合板を特定の計算式を基に作成した曲線になるように曲げています。

IMG_5087.jpg

観測機器の記録装置等です。
現在は3Kwのモーターを送風機に使っていますが、今年には10kwほどのエンジンに換装予定なので、今後制御が面倒くさくなりそうな予感です。
安定と信頼のArduinoによるデータロギングです。

IMG_5485.jpg


2014年度も研究をつづけますのでよろしくお願いしますーー

ちなみに
風洞実験依頼募集

風洞実験装置の実績づくりの一環として、無料で風洞実験を行うサービスをやってます。
風洞実験装置は福岡市内某所にあるので、ここまで自費で実験対象物を運んでいただき、実験に参加していただければ実験をします。現時点ではトラバース装置等がまだ入っていないので、流動パラフィンによる注入流脈法やタフト法ぐらいしかできないのはご了承ください。かなり高精度な熱線風速計等は複数台あります。

気軽にお問い合わせください。



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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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風洞PVつくってみた 

最近、この粗ブログの一日当たりの閲覧者数が増えてきていてうれしい限りです。コメントしていってくださったらなお嬉しいです。(嬉しすぎてポロロッカしそうです)

文化祭については前記事で紹介させていただきましたが、このときに風洞装置のPVたるものをプレマシー先輩と一緒に作りました。(自分は動画編集については素人なので編集・構図は先輩)

最初に言っときますが

これは雰囲気を楽しむものです。

たしかに「見えない」とか「は?」とかコメントしている人の気持ちもわかります。そういう人は私に詳細を聞くか(コメントで詳細希望してください)、もっと前の記事にある詳細説明を読んでください。



ーーーーーー裏話的ななにかーーーーーー

このPVは宿題が全く終わってない状態のGW最終日に自宅に先輩と二人で集まって撮影し、先輩が編集したものです。で、最初にパソの前で「侵略のススメ」(イカ娘が地球を侵略しようとするアレ)を大音量で聞きながら作業をしていたらお母さんがスルメを持ってきた・・・・・・・・・・・・・・(え?わからない?アニメ見ろ。)

次の日

先生「おい。宿題はどうした?」
生徒「スタッフでおいしくいただきました」

(沈黙)

先生「月曜には出せよ」

生徒「はーい」

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送風機2号機完成ゲソ! 

風洞実験装置の送風機第二号が完成しました!

IMG_8476.jpg

今回はこの前購入したOS MAX-46LAというグローエンジンを装備しました。
風洞づくりで薄い合板を曲げるのに慣れてきていたので、調子こいて内壁を合板ですべてやってしまいました。

最初に合板に熱ーいお湯をぶっかけて・・(蒸気じゃないと!というツッコミはしないでくださいw面倒ですから)

IMG_8444.jpg

なんとこの本体の骨組の丸い穴をあけるのにジグソーの刃を4本も折ってしまいました。
今度は曲切用を買ってこよう・・・。

IMG_8447.jpg

整流洞につなげたらこんな感じ。前よりだいぶ全長が短くコンパクトになりました。

IMG_8455.jpg


後ろはボートテイル形状に加工。あの風速では剥離するだろうけど・・・まあ・・気持ち程度に。確実に抗力係数は下がるはず。あとは排気を流すための金属管をとりつけなきゃいけませんね。あの油まみれの煙を風洞内にながしたら・・・・・・想像するだけでミスチー肌。(鳥肌)

IMG_8472.jpg

実はといいますと、エンジン起動する元気がなくて、未だに送風機に組み込んでからエンジンをまわしてないんです。いつか元気な時にやります。
これでなんとか風車の風洞実験データを大学のものと比較できるようになる!

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