傾斜容器における感温性磁性流体を用いた熱磁気自然対流に関する研究

摘要

感温性磁性流体（TSMF)は，キュリー温度の低い強磁性微粒子が母液中に安定分散するため，感温磁化特性 (温度変化に伴い著しく磁化が変化する磁気的特性）を有す.これにより，TSMFは温度場と磁場による制御が可能であり，エネルギー変換システムでの利用が提案されて以来，熱輸送装置に関する基礎的な研究が多数行われてきた.上記の熱輸送装置の一つにTSMFによる熱磁気自然対流を用いたものがある.熱磁気自然対流では，密度差により流体に生じる浮力に加え，磁気体積力も作用することから，温度差による浮力のみに起因する自然対流とは熱伝達特性が異なる.そのため，熱磁気自然体流に関しても，Finlaysonら, Stileらにより解析的に研究が行われており，印加磁場の増加に伴い，熱伝達特性が向上することが明らかにされている.本研究では，印加場条件やレイリー数,重力方向の変化によるTSMFの熱伝達特性の変化を調べる.また，TSMFの熱伝達特性および熱対流運動を調査するために，VSIAM3法を用いた数値解析により自然対流と熱磁気自然対流の熱流動現象の数値的な可視化を行った.