(57)【要約】【課題】設計の自由度を得ること、また噴流の拡散制御に関し、自由度を得ることを可能とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置を提供する。【解決手段】円筒状の誘電体７を挟んで内外周面に同軸に各別に形成された外電極９及び外周電極１１に、電圧を印加することにより外電極９からＤＢＤプラズマ２３を発生させ、ＤＢＤプラズマによる誘起流れを円筒状の誘電体７の内面１３ａに沿って主噴流２７の流れ方向に形成することができ、電圧の大きさ、周波数制御によりＤＢＤプラズマ２３による誘起流れの強さを変更し、噴流の拡散の程度を自由に変えることができることを特徴とする。【選択図】図１
2013131488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の誘電体を挟んで内外周面に同軸に各別に形成された外電極及び内電極に、電圧を印加することにより外電極からプラズマを発生させる、
ことを特徴とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ。
【請求項２】
請求項1記載の同軸型ＤＢＤラズマアクチュエータであって、
前記誘電体は、円筒部の一端にフランジ部を備え、
前記外電極は、前記フランジ部の内周面側に設けられ、
前記内電極は、前記円筒部の外周面側に設けられた、
ことを特徴とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ。
【請求項３】
請求項1記載の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータであって、
前記フランジ部の端面内周縁側に、周回状の凹部を設け、
前記外電極は、前記凹部に内周部が設けられて内面が前記円筒部の内面と面一に形成され、
前記内電極は、前記円筒部の外周面側全体に設けられた、
ことを特徴とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた噴流制御装置であって、
前記同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを、ノズルの噴流出口側に接合させた、
ことを特徴とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた噴流制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた噴流制御装置であって、
前記電圧又は周波数を制御する、
ことを特徴とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた噴流制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた噴流制御装置であって、
前記周波数の制御は、間欠的に行う、
ことを特徴とする同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた噴流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴流など気体の流れを制御することができる同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気圧放電により生成されるＤＢＤプラズマを利用した流体制御技術 (ＤＢＤプラズマアクチュエータ)が大きな注目を集めている。噴流の初期領域においてプラズマを発生させ、その誘起流れを用いて速度変動を生じさせ、噴流の拡散制御等を試みている。
【０００３】
図１９は、ＤＢＤプラズマアクチュエータの作動原理を示す断面図である。
【０００４】
このＤＢＤプラズマアクチュエータ１０１は、ポリイミド等の誘電体１０３の表裏壁面上に薄い外電極１０５，内電極１０７を配置し，裏面には放電を抑えるための絶縁層１０９による処理を施している。
【０００５】
高周波電圧を印加するとＤＢＤプラズマ１１１が外電極１０５のエッジ近傍から起こり、外電極１０５から内電極１０７に向かう向きに外力による誘起流れ (ブローイング力)１１３が発生する。
【０００６】
かかる原理を利用したものとして、特許文献１や非特許文献１等には、同軸方向に誘起流れを発生させるものが示されている。
【０００７】
図２０は、向心型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置を示す概略図、図２１は、電極を示す分解斜視図である。
【０００８】
この向心型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１１５は、誘電体１１６を挟んでリング状の表面電極１１７（外電極）とドーナツ型の裏面電極１１９（内電極）とが配置され、この表面電極１１７と裏面電極１１９とがノズル１２１の出口に取り付けられ、電極１１７、１１９に電源１２３が接続されて噴流制御装置１２４が構成されている。
【０００９】
電源１２３により高周波電圧を印加すると表面電極１１７の内径側エッジ近傍にＤＢＤプラズマが生成され、内径側エッジ全ての近傍から中心へ向かう誘起流れ１２５が形成される。この誘起流れ１２５は、ノズル１２１から噴出される主噴流１２７に衝突して向きを変えることになる。
【００１０】
したがって、向心型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１１５によりノズル１２１から噴出される主噴流１２７の拡散制御を行わせることができる。
【００１１】
しかし、向心型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１１５の場合は、ノズル１２１の出口に平面的に備えられるため、電極の設置にノズル１２１回りの面積を必要とし、複数並列ノズル等の場合には設置が困難であるか、全体が大型化するという問題があり、設計の自由度に制限があった。
【００１２】
また、向心型では、中心へ向かうＤＢＤプラズマにより、主にノズル１２１の周囲から主噴流１２７に衝突するように誘起流れ１２５が発生するため、主噴流１２７の拡散制御に関して自由度が得られないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８―２２７０１１０号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】瀬川武彦、吉田博夫、武川信也他、ＤＢＤプラズマアクチュエータによる同軸環状噴流、日本流体力学学会誌、ながれ２７（２００８）６５−７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
解決しようとする問題点は、設計の自由度に制限があると共に、噴流の拡散制御に関しては、自由度が得られない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータは、設計の自由度を得るために、円筒状の誘電体を挟んで内外周面に各別に形成された外電極及び内電極に、電圧を印加することにより外電極から表面プラズマを発生することを特徴とする。
【００１７】
本発明の噴流制御装置は、噴流の拡散制御に関し、自由度を得るために、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを、ノズルの噴流出口側に接合させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータは、上記構成であるから、プラズマの強さを変更するために電極の長さ等を変更しても外径の変化は抑制されるから、設計の自由度を得ることができる。
【００１９】
本発明の噴流制御装置は、プラズマによる誘起流れを円筒状の誘電体の内面に沿って主噴流の流れ方向に形成することができ、電圧の大きさ、周波数制御によりプラズマによる誘起流れの強さを変更すると共に、周辺速度に対して中心平均速度を減速させるなど噴流の拡散制御の自由度を拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置の概略図である。（実施例１）
【図２】同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータの寸法例を示す断面図である。（実施例１）
【図３】噴流制御装置の実験装置の概略図である。（実施例１）
【図４】測定座標の設定に係わる可視化画像の一例である。（実施例１）
【図５】電圧変化と噴流の拡散との関係の可視化画像である。（実施例１）
【図６】電圧の周波数変化と噴流の拡散との関係の可視化画像である。（実施例１）
【図７】電圧の周波数変化と噴流の速度分布との関係を示すグラフである。（実施例１）
【図８】内電極の長さを変更したもので、（Ａ）は、内電極長さ６ｍｍ、（Ｂ）は、内電極長さ１０ｍｍ、（Ｃ）は、内電極長さ２０ｍｍの同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを示す断面図である。（実施例１）
【図９】内電極長さの相違と噴流の拡散との関係の可視化画像である。（実施例１）
【図１０】内電極長さの相違に応じたＰＩＶ解析画像である。（実施例１）
【図１１】（Ａ）〜（Ｆ）は、内電極長さの相違とｘ／ｄ（＝０．５、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０）における速度分布との関係のグラフである。（実施例１）
【図１２】内電極長さの相違とｘ／ｄ＝３における速度分布との関係のグラフである。（実施例１）
【図１３】（Ａ）は、通常制御時の入力周波数を示す波形図、（Ｂ）は、間欠制御時の入力周波数を示す波形図、（Ｃ）は、ｄｕｔｙを示す波形図である。（実施例２）
【図１４】ｄｕｔｙ変化と噴流の拡散との関係の可視化画像である。（実施例２）
【図１５】電源に与えるパルス周期とプリファード周波数と噴流の拡散との関係の可視化画像である。（実施例２）
【図１６】ｄｕｔｙ変化による噴流の中心速度分布図である。（実施例２）
【図１７】ｙ／ｄ＝０でのｄｕｔｙ変化による噴流の速度変動分布に係り、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ｄｕｔｙ＝１０、５０、９０を示すグラフである。（実施例２）
【図１８】ｙ／ｄ＝０．４５でのｄｕｔｙ変化による噴流の速度変動分布に係り、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ｄｕｔｙ＝１０、５０、９０を示すグラフである。（実施例２）
【図１９】ＤＢＤプラズマアクチュエータの作動原理を示す断面図である。（従来例）
【図２０】向心型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置を示す概略図である。（従来例）
【図２１】電極を示す分解斜視図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
設計の自由度を得るという目的を、円筒状の誘電体を挟んで内外周面に各別に形成された外電極及び内電極に、電圧を印加することにより実現した。
【００２２】
噴流の拡散制御に関し、自由度を得るという目的を、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを、ノズルの噴流出口側に接合させることにより実現した。
【実施例１】
【００２３】
［同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置］
図１は本発明の実施例に係り、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置の概略図である。
【００２４】
図１のように、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１をノズル３の噴流出口側に取り付けて噴流制御装置５を構成している。
【００２５】
同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１は、円筒状の誘電体７を挟んで内外周面に各別に薄い外電極としての内周電極９及び内電極としての外周電極１１が同軸に形成されている。この場合、円筒状の誘電体７の内周側の内周電極９を外電極とするのは、プラズマが発生する側を外とするためである。
【００２６】
誘電体７は、誘電体バリア放電 (DBD: dielectric barrier discharge)を発生させるために、テフロン（登録商標）、ポリイミド等により形成されている。この誘電体７は、円筒部１３の一端に相対的に厚肉のフランジ部１５を備えている。フランジ部１５の端面内周縁側に、周回状の凹部１７が設けられている。
【００２７】
内周電極９は、フランジ部１５の内周面側から端面にかけて設けられ、内周部１９側が凹部１７に設けられて内面１９ａが円筒部１３の内面１３ａと面一に形成されている。内周電極９には、遮熱コーティング層を形成することもできる。
【００２８】
外周電極１１は、本実施例において、円筒部１３の外周面側で外周面側全体に設けられている。
【００２９】
同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１の外面には、放電を抑えるために絶縁処理が施される。
【００３０】
内周電極９及び外周電極１１には、電源２１が接続されている。
【００３１】
ノズル３は、アクリル製軸対称速度均一ノズルである。このノズル３の噴流出口側に同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１のフランジ部１５側が接合されている。
【００３２】
電源２１により内周電極９及び外周電極１１に電圧を印加すると、内周電極９のエッジ部近傍にＤＢＤプラズマ２３が生成される。
【００３３】
ＤＢＤプラズマ２３により誘起流れ２５が円筒状の誘電体７の円筒部１３の内面１３ａに沿って主噴流２７の流れ方向に形成される。
【００３４】
印加する電圧の大きさ、周波数制御によりＤＢＤプラズマ２３による誘起流れの強さを変更し、噴流の拡散の程度を自由に変えることができる。
【００３５】
［噴流制御装置の実験装置］
図２は、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータの寸法例を示す断面図、図３は、噴流制御装置の実験装置の概略図である。
【００３６】
銅製の内周電極９、外周電極１１の厚さは共に０．５ｍｍ、ポリイミド製の誘電体７の厚さは１．０ｍｍである。この同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１を内径ｄ＝１０ｍｍのアクリル製軸対称速度均一ノズル３に取り付けた。
【００３７】
電源２１(PSI製:PSI-PG1040F)より印加電圧２ｋＶ〜６ｋＶ、周波数４ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの交流電圧を加えてプラズマを発生させ、ノズル３から噴出する噴流の拡散制御を試みた。
【００３８】
実験では空気を圧縮機２９からノズル３に供給し、Re=１０００（２．３ｍ／ｓ）の条件で実験を行った。噴流の可視化のためには、パーティクルジェネレータ３０により１μｍ程度のシード粒子 (オンジナオイル)を空気に混入させている。このシード粒子混入空気をノズル３より大気中、鉛直上方に噴出し、Ｎｄ:ＹＡＧレーザ３１(Omicron製:LA-D40-CW, λ=532 nm)を用いたレーザライトシート法により噴流軸中心上を可視化した。そして、ハイスピードカメラ３３(Photron製: FASTCAMSA1.1)を用いて噴流の初期領域：ｘ／ｄ＝６までの影響を撮影した。
【００３９】
ここで、図４は、測定座標の設定に係わる可視化画像の一例を示し、ｘは、ノズル３の中心軸上の出口から噴出方向の距離、ｙは、ノズル３中心から直径方向の距離を示す。速度分布の解析は、ＰＩＶ解析により行った。
【００４０】
図５は、電圧変化と噴流の拡散との関係の可視化画像である。Re＝１０００のプラズマを発生させない場合（ＯＦＦ)の可視化画像と周波数を４ｋＨｚに固定し電圧を変化させた場合の可視化画像を示す。ＯＦＦと電圧が３．３８ｋＶの場合とを比較すると拡散効果は見られない。電圧を４．７５ｋＶ、５．５９ｋＶと高くするにつれ誘起流れが主噴流に渦輪を発生させ、ｘ／ｄ＝４の位置で拡散している。これは電圧が高くなることでプラズマによって発生する誘起流れが増加し、主噴流に与える乱れが大きくなるからと考えられる。
【００４１】
図６は、電圧の周波数変化と噴流の拡散との関係の可視化画像である。図中の線は噴流が乱れ始める位置を示す。
【００４２】
図６のように、周波数が高くなるにつれ主噴流の拡散が大きくなり、乱れる位置が噴出口に近くなった。このことから周波数を高くすることで発生する誘起流れが電圧を変えた場合よりも速いため、主噴流に与える影響が強く表れているからだと考えられる。
【００４３】
図７は、電圧の周波数変化と噴流の速度分布との関係を示すグラフである。ｘ／ｄ＝１の位置のプラズマを発生させない場合の速度分布図と５．５ｋＶ付近の電圧で周波数を変えた場合の速度分布図を示す。ここで、u0はプラズマを発生させない場合のｘ／ｄ＝１の中心平均速度を表す。
【００４４】
図７のように、プラズマを発生させない場合に比べて発生させている場合は周波数が高くなるにつれｙ／ｄ＝±０．４ 付近の噴流の速度が速くなり、それに伴い中心平均速度が遅くなった。これはプラズマの発生によって生じた誘起流れによりｙ／ｄ＝±０．４付近の流れが加速したためである。また中心平均速度が減速したのは噴出させる流量が一定のため、ｙ／ｄ＝±０．４付近の流れが加速した分だけ減速したからだと考えられる。
【００４５】
以上より、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１を用いた噴流制御装置５により、次の結果を得ることができた。
【００４６】
周波数を固定し電圧を上げていくことで主噴流への拡散効果が大きくなった。
【００４７】
周波数を上げると主噴流への拡散効果が大きくなった。
【００４８】
周波数を上げることで主噴流の乱れる位置が噴出口に近くなった。
【００４９】
プラズマを発生させた場合、ｙ／ｄ＝±０．４付近の流れの速度が速くなり、中心速度はプラズマを発生させていない場合より遅くなる速度分布図となった。
【００５０】
したがって、これらの知見を考慮して、主噴流の拡散制御を自由度を持って行わせることができる。
【００５１】
［各電極の寸法等の相違との関係］
図８は、内電極の長さを変更したもので、（Ａ）は、内電極長さ６ｍｍ、（Ｂ）は、内電極長さ１０ｍｍ、（Ｃ）は、内電極長さ２０ｍｍの同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータを示す断面図、図９は、内電極長さの相違と噴流の拡散との関係の可視化画像、図１０は、内電極長さの相違に応じたＰＩＶ解析画像、図１１（Ａ）〜（Ｆ）は、内電極長さの相違とｘ／ｄ（＝０．５、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０）における速度分布との関係のグラフ、図１２は、内電極長さの相違とｘ／ｄ＝３における速度分布との関係のグラフである。
【００５２】
図８のように、（Ａ）の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１Ａは、内電極である外周電極１１Ａを、軸方向長さ６ｍｍとし、端部をフランジ部１５側に接するように配置した。（Ｂ）の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１Ｂは、内電極である外周電極１１Ｂを、軸方向長さ１０ｍｍとし、同様に端部をフランジ部１５側に接するように配置した。（Ｃ）の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１Ｃは、内電極である外周電極１１Ｃを、軸方向長さ２０ｍｍとし、同様に端部をフランジ部１５側に接するように配置した。その他の寸法は、図中に記載した。
【００５３】
これら同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、前記同様に実験を行い、図９の可視化画像及び図１０のＰＩＶ解析画像を得た。
【００５４】
図９のように、外周電極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの寸法の相違により噴流拡散の状況に相違がみられ、長さ６ｍｍの外周電極１１Ａ、長さ２０ｍｍの外周電極１１Ｃの場合に、長さ１０ｍｍの外周電極１１Ｂの場合よりも、噴流拡散の程度が増した。
【００５５】
図１０のように、どの電極においてもノズル出口付近の噴流せん断層（矢印）において誘起流れによる増速効果が確認できた。長さ６ｍｍの外周電極１１Ａ、長さ２０ｍｍの外周電極１１Ｃの場合には、特に増速効果が大きいことが確認できた。このことより、誘起流れに適した電極寸法の存在を確認することができた。
【００５６】
図１１（Ａ）〜（Ｆ）のように、内電極長さの相違６ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍと各ｘ／ｄ＝０．５、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０における速度分布との関係が得られた。このうち、特に図１２のように、ｘ／ｄ＝３に着目した。
【００５７】
中心速度では、プラズマを発生させない場合が一番速く、その次に長さ１０ｍｍの外周電極１１Ｂの場合となり、長さ６ｍｍ、２０ｍｍの外周電極１１Ａ、１１Ｃの場合が一番遅くほぼ同一の速度となった。
【００５８】
このことから、内電極（外周電極）が長いほど誘起流れが強くなるという訳ではなく、誘起流れの効果が適切に働く内電極（外周電極）の長さが存在することを確認した。
【００５９】
誘電体を厚くすることで高電圧、高周波数に共に耐えることができる。また、高電圧、高周波数にすることで誘起流れを強くすることができる。したがって、用途に応じ、誘電体の厚さを適宜選択することで、所望の制御を行わせ得る。この場合、電極の長さ寸法の選択と共に誘電体の厚さ寸法を選択することで、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの全体寸法の増大を抑制することができ、寸法的にも設計の自由度が増大する。
【００６０】
［作用効果］
本願発明実施例の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１は、円筒状の誘電体７を挟んで内外周面に同軸に各別に形成された内周電極９及び外周電極１１に、電圧を印加することにより内周電極９からＤＢＤプラズマ２３を発生させる。
【００６１】
したがって、ＤＢＤプラズマ２３により誘起流れ２５が円筒状の誘電体７の円筒部１３の内面１３ａに沿って主噴流２７の流れ方向に形成され、噴流の制御等に用いることができる。
【００６２】
内電極である外周電極１１の長さ等を変更して噴流拡散の程度、速度分布を変えても、外径の変化は抑制されるから、設計の自由度を得ることができる。このため、ノズル３が複数同軸ノズルであっても、全体を大型化せずに無理なく設計変更を行わせることができる。
【００６３】
同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１を用いた噴流制御装置５であって、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１のフランジ部１５側を、ノズル３の噴流出口側に接合させた。
【００６４】
ＤＢＤプラズマによる誘起流れを円筒状の誘電体７の内面１３ａに沿って主噴流２７の流れ方向に形成することができ、電圧の大きさ、周波数制御によりＤＢＤプラズマ２３による誘起流れの強さを変更して拡散効果を変えることができる。
【００６５】
また、周波数が高くなることに応じて、周辺速度に対して中心平均速度を減速させるなど噴流の拡散制御の自由度を拡げることができる。
【００６６】
［その他、］
ノズル３の出口形状は、円形に限らず、三角形、楕円など、他の形状であっても取り付けが可能であり、同様に実施することができる。
【実施例２】
【００６７】
図１３〜図１８は、実施例２に係り、図１３（Ａ）は、通常制御時の入力周波数を示す波形図、（Ｂ）は、間欠制御時の入力周波数を示す波形図、（Ｃ）は、ｄｕｔｙを示す波形図である。
【００６８】
本実施例２において、同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ及び噴流制御装置の概略は、図１と同様であり、測定座標の設定は、図４と同様である。
【００６９】
実施例１では、その一例として図１３（Ａ）のような連続制御により、周波数を固定して電圧を上げ、或いは周波数を上げる制御を行った。このような制御により、誘起流れの強さを変更し、噴流の拡散の程度を自由に変えることができた。
【００７０】
これに対し、本実施例２では、図１３（Ｂ）のように、印加電圧の周波数の制御を、間欠的に行った。
【００７１】
この場合、電源に与えるパルス周期はｆｄであり、１周期におけるパルス幅の割合を表すｄｕｔｙはＢ／Ａとなる。
【００７２】
この間欠制御を以下の条件で行った。
【００７３】
（１）電極
・印加電圧：約４．８ｋＶ
・周波数  ：１５ｋＨｚ
・ｄｕｔｙ：１０、５０、９０％
・ｆｄ    ：８０、１６０、２４０、３４０Ｈｚ
（２）使用気体
・空気
（３）主噴流
・レイノルズ数：Ｒｅ＝２０００（ｕ０＝３．１５ｍ／ｓ）
図１４は、ｄｕｔｙ変化と噴流の拡散との関係の可視化画像である。
【００７４】
図１４の可視化画像のように、Ｒｅ＝２０００、周波数＝１５ｋＨｚ、ｆｄ＝３２０Ｈｚでは、印加電圧＝０（ｏｆｆ）、４．９１、４．８８、４．８６ｋＶにおいて、ｄｕｔｙ＝０、１０、５０、９０％と大きくなるにつれて噴流が乱れ、ノズル出口に近づいた。ｄｕｔｙ＝５０、９０％では、ほぼ同様の乱れ方になった。
【００７５】
図１５は、電源に与えるパルス周期とプリファード周波数と噴流の拡散との関係の可視化画像である。
【００７６】
図１５の可視化画像のように、Ｒｅ＝２０００、周波数＝１５ｋＨｚ、ｄｕｔｙ＝５０、ｆｐ＝１６０Ｈｚでは、ｆｄ／ｆｐ＝０．５、１、１．５、２において、ｆｄ＝８０、１６０、２４０、３２０と大きくすることで渦輪の間隔が狭くなり拡散状態に変化が出た。
【００７７】
ここに、ｆｐは、プリファード周波数であり、円形噴流のポテンシャルコア領域において安定した渦輪が通過する際、あるいは渦と渦とが合体する際の速度変動を周波数として捉えたものである。図１５では、Ｒｅ＝２０００でプラズマｏｆｆ時のｘ／ｄ＝３のプリファード周波数ｆｐ＝１６０Ｈｚである。
【００７８】
図１６は、ｄｕｔｙ変化による噴流の中心速度分布図である。
【００７９】
ノズル出口の速度分布を熱線流量計で測定すると、図１６のようになった。この図１６のように、ノズル出口の速度低下は、ｄｕｔｙが大きくなるにつれて遅くなる傾向になった。
【００８０】
図１７は、ｙ／ｄ＝０でのｄｕｔｙ変化による噴流の速度変動分布に係り、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ｄｕｔｙ＝１０、５０、９０を示すグラフ、図１８は、ｙ／ｄ＝０．４５でのｄｕｔｙ変化による噴流の速度変動分布に係り、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ｄｕｔｙ＝１０、５０、９０を示すグラフである。
【００８１】
この実験は、図２の寸法設定のもので行った。
【００８２】
Ｒｅ＝２０００、周波数＝１５ｋＨｚ、印加電圧＝約４．８ｋＶ、ｆｄ＝３２０Ｈｚ、ｘ／ｄ＝１の速度分布は、熱線流量計で速度変動を測定すると図１７、図１８のようになった。この図１７、図１８から明らかなように、ｄｕｔｙは、（Ａ）Ｄｕｔｙ＝１０、（Ｂ）Ｄｕｔｙ＝５０、（Ｃ）Ｄｕｔｙ＝９０と大きくしており、これに応じてｙ／ｄ＝０、０．４５の何れでも速度変動が大きくなった。
【００８３】
以上より、印加電圧の周波数制御を間欠的に行ない、ｄｕｔｙを選択することで、適切な誘起流れを形成することができる。その他、実施例１と同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本願の同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ１及び同軸型プラズマアクチュエータ１を用いた噴流制御装置５は、バーナーの燃料混合促進、噴流を用いた気体の拡散混合に利用できる。ＭＥＭＳ技術を用いてマイクロチャンネル内の気体の拡散混合にも応用できる。
【００８５】
ガスタービンにおける燃料混合比の制御装置、マイクロガスタービンを含む各種のガスタービンにおけるタービン翼列への燃焼ガス入射角の制御装置、熱交換器における流体の混合・拡散促進装置等として利用することもできる。
【００８６】
吸気ポートを備える火花点火式エンジンやディーゼルエンジンなどの各種の内燃機関等にも利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  同軸型ＤＢＤプラズマアクチュエータ
３  ノズル
５  噴流制御装置
７  誘電体
９  内周電極（外電極）
１１  外周電極（内電極）
１３  円筒部
１３ａ  内面
１５  フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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