Multifidelity topology optimization method for heat transfer equipment fabricated via additive manufacturing

• Project/Area Number: 23K26018
• Project/Area Number (Other): 23H01323 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18030:Design engineering-related; Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related; Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section18030:Design engineering-related , Basic Section18040:Machine elements and tribology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 矢地 謙太郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90779373)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牛島 邦晴 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (00349838)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2026: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2025: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: トポロジー最適化 / 熱交換器 / マルチフィデリティ設計 / 積層造形

Outline of Research at the Start

機械や電子機器の高性能化には排熱技術の改善が欠かせない。集積回路の超高密度化や蓄電デバイスの小型化には、それらの定格温度を実現するヒートシンクや熱交換器といった伝熱機器が必須となる。近年は自動運転やカーボンニュートラルをはじめ、熱エネルギーの効率的な制御が一層求められる時代に突入しており、究極の省エネ・小型化を実現する伝熱機器の需要は益々高まっている。この課題に対し本研究では、トポロジー最適化による高自由度の形態創成と積層造形による実証実験を統合することで、革新的な伝熱機器を設計する枠組みの体系化を目指す。