2019 Fiscal Year Research-status Report
非定常熱流体解析に基づいた熱感知型センサーの多種物理量の同時測定化の研究
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18K04915
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
大上 芳文 立命館大学, 理工学部, 教授 (30203722)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
淺田 啓幸 立命館大学, 理工学部, 助教 (00822800) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多種物理量の同時測定 / 回転速度 / 並進加速度 / 温度変化 / ３次元逆関数グラフ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多種物理量の同時測定化の原理を探究するために，簡単な数値計算モデルを作成し，数々のシミュレーションを行った．
まず，円筒形の装置の中心断面上の４カ所に熱源を置き，この装置を同時に並進加速度運動，および一定速度で回転させた．円筒の半径は0.01m，高さも0.01mである．並進加速度は0g(m/s), 1g, 2g, 3g，回転速度はπ(rps),2π，3πとし，それらすべての組み合わせでシミュレーションを行ない，装置内の温度変化を測定した．
これらの結果を用いて，x軸を並進加速度，y軸を回転速度，z軸を時間的に変化する温度の最大値と最小値とする３次元をグラフを作成した．このグラフの逆関数を求めれば良いが，数式を用いて解析することは困難なので，コンピューターを用いた３次元逆関数グラフという手法を考案し，それを用いることで上述の目的を達した．すなわち，x軸を最小温度，y軸を最大温度，z軸を並進加速度，もしくは回転速度とするグラフを作成した．このグラフのデータを装置に内蔵することで，装置の測定した温度から，並進加速度と回転速度の同時測定が可能となる．
次に上記装置をある点を中心に回転させ，回転半径と回転速度が同時に計測できるか否かを確認した．このときの回転半径は0(m), 0.01, 0.02, 0.03, 0.04とし，回転速度は0(rps), 0.1, 1, 10, 40である．温度の測定箇所は２カ所とした．前述の手法を用いて，最終的にx軸を測定点１の温度変化量，y軸を測定点２の温度変化量，z軸を回転半径，もしくは回転速度とするグラフを作成した．このデータを用いて回転半径と回転速度の同時測定が可能となる．
本研究結果は7th Global Nanotechnology Congress and Expo（December 02-04, 2019）にて招待講演として報告した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
熱検知型センサーの研究は「研究実績の概要」で述べたように，ある程度のシミュレーション結果が出ており，国際会議（招待講演）で報告を行った．一方，噴流型センサーについては2019年度の終盤になり新型コロナの影響で研究が停止しており，データ解析や学会報告もできない状況である．
また，実験的研究も同様であり，設計の途中で停止している状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度，５月現在も新型コロナの影響で，学生も教員も大学に入れない状況であり，研究を推進することが困難である．特に実験はリモートワークでは全く不可能である．
自宅待機が解除され次第，これまで滞っていた数値シミュレーションと実験装置の設計，作成，実験的研究をスピード感を持って行うとしか言い様がない．
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響で研究が休止し，実験装置の設計，製作，部品の購入ができなかったため，次年度使用額が生じた．
自宅待機要請が解除され次第，研究を再開し実験に取り組みたい．
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