熱と流れの高速同時可視化による生体急冷のための氷スラリー液滴衝突現象の解明

• Project/Area Number: 23K26043
• Project/Area Number (Other): 23H01348 (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 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 岡部 孝裕 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70772713)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡島 淳之介 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (70610161)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2023: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
• Keywords: 氷スラリー / 液滴衝突 / 生体急冷 / 高速度赤外線イメージング / 固気液混相流

Outline of Research at the Start

本研究では熱と流れの高速同時可視化に，固気液三相流と生体内熱伝導の3次元連成数値解析を援用するプラットフォームを構築し，氷粒子を含む単一液滴の衝突現象の解明，生体急冷のための氷スラリー噴霧冷却の最適化に資する知見の獲得を目指す．特に周囲流体への固体粒子の追従性に着目し，液滴に氷粒子が含まれると衝突挙動と伝熱現象にどのような影響を与えるのかを明らかにする．本研究は熱流体工学分野の発展にとどまらず，最先端医療ニーズである「温度・衛生・空間的な制約下での生体急冷」の解決に貢献でき，その波及効果は大きい．