Large-scale direct numerical simulation of solar receiver with optical macro parameters and its application

• Project/Area Number: 25K17552
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 中倉 満帆 新潟大学, 自然科学系, 助教 (20849369)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: ソーラーレシーバ / 集光型太陽熱利用 / 分光光学特性 / 数値シミュレーション / 熱ふく射

Outline of Research at the Start

ソーラーレシーバは集光した太陽光を内部の多孔体へ照射・加熱し，同時に熱媒を流すことで出口において高温の空気を作り出す．これを1000℃以上まで高温化することで，様々な産業分野へクリーンな熱を供給することが出来る．太陽光から熱への変換は，多孔体の固体部に吸収された熱を介在して，異なる波長間でのエネルギー伝達から影響を受ける．さらにマクロ形状による温度・流れの偏りが生まれ，レシーバでの光学的分光特性の分布を生む．本研究では，上記のナノからマクロまでのマルチスケール間で相互作用を持つ固体-気体共役系での熱ふく射-熱伝導-対流熱伝達の連成伝熱現象の厳密な解析技術構築・実験的検証，その応用を行う．