界面流動と伝熱の非相似性を最大化する機能性多孔体の理論と設計指針の構築

• Project/Area Number: 25K07606
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: Otemon Gakuin University
• Principal Investigator: 須賀 一彦 追手門学院大学, 理工学部, 教授 (60374089)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2029: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2028: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
• Keywords: 多孔体 / 乱流伝熱 / 数値解析 / 熱伝達率 / 流動抵抗

Outline of Research at the Start

通常、液体は温度変化に依存して粘性が低下（水では20℃～90℃で約1/3に減少）し、それに応じて界面での流動抵抗が下がるが、逆に熱伝達は増大する非相似性が古くから知られている。粗面などでも非相似現象は起こるが、多孔体界面流れでは流動と伝熱は粗面以上に多孔体構造によって大きく影響を受けるので、流動と伝熱の非相似性を最大化する構造のパラメーターが存在すると考えられる。本研究では、多孔体界面を含む高プラントル(Pr)数流体流れの直接数値解析から、流動と伝熱の非相似現象を制御する構造とその主要パラメーターを探索・特定するとともに多孔体流れの非相似現象の発現メカニズムの解明を行う。