2013 Fiscal Year Annual Research Report
『動的な濡れ』の多重スケール界面熱流体力学の解明と革新的熱物質輸送技術への展開
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24360085
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
上野 一郎 東京理科大学, 理工学部, 准教授 (40318209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
元祐 昌廣 東京理科大学, 工学部, 講師 (80434033)
塚原 隆裕 東京理科大学, 理工学部, 講師 (60516186)
洪 定杓 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (60516201)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 濡れ / 界面熱流体 / 多重スケール |
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| Research Abstract |
本研究では、i.先行薄膜形成初期過程でのダイナミクス、ii.固液2相混合状態での先行薄膜形成メカニズムとマクロ的動的濡れ現象、iii.固体面上に固体粒子等の障害物が存在する系での先行薄膜形成メカニズム、iv.マイクロチャネルなどの狭小領域内での動的濡れ、v.先行薄膜領域能動的制御によるマクロ的三相界線近傍での熱物質輸送制御の確立を主要5テーマとして取り組んでいる。以下、各課題において今年度の研究実績内容を紹介する。
課題i.先行薄膜(PD)形成初期過程では、温度不均一分布を有する基板上での形成実現に向けた実験系の開発を、また、分子動力学法による無極性分子の撥水や破裂に関する数値解析を実施した。課題ii.固液混合状態に関しては、固体粒子を考慮した固液二相流を対象とし、粒子-液体間の双方向相互作用を考慮した数値解析コード開発を行った。課題iii.PF-粒子相互作用では、先行薄膜領域と粒子の相互作用に関する高速度・高感度観察をマイクロスケールおよびcmオーダのマクロスケールに関して行い、固液気3相境界線の爆発的な濡れの進展や固体粒子の動的挙動について明らかにした。課題iv.狭小領域に関しては、マイクロチャネルあるいはチューブ流路壁上に散布した固体粒子の挙動について明らかにした。課題v.能動的制御に関しては、光・熱エネルギー照射と先行薄膜形成過程の相互作用に関する基礎実験を継続して実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、先述の通り大別して5つの課題に取り組んでいる。それぞれの課題について、研究代表者・分担者により定期的な議論を重ねながら研究を実施している。今年度は特に、先行薄膜と基板上固体粒子の相互作用に関するマクロスケール実験、分子動力学による極薄液膜の破裂過程に関して大きな進展があり、最終年度となる来年度に向けてしっかりした準備をすることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる来年度においては、これまでと同様、実験・計算の異なるアプローチからそれぞれの課題について取り組み研究成果のまとめを行う。特に、先行薄膜と基板上固体粒子との相互作用に関する実験的研究や、極薄液膜の破裂過程の動力学について、大変有意義な結果を取得することが出来たので継続して展開をしていく予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究で新たに明らかとなった知見を反映するため、改良・構築を予定していた実験装置の設計見直しを行った結果、年度内の発注が困難となったため。
年度末において設計を終了しており、2014年度において本予算使用開始とともに使用する予定。
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[Journal Article] Total temperature measurement of turbulent gas flow at microtube exit2013
Author(s)
Hong, C., Isobe, K., Asako, Y. & Ueno, I.
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Journal Title
Proc. ASME 2013 11th Int. Conf. on Nanochannels, Microchannels, & Minichannels (ICNMM2013) (June 16th ~ 19th, 2013, Sapporo, Japan)
Volume: CD-ROM
Pages: 2013_73180-p7
Peer Reviewed
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