Modeling of Thermophysical Properties and Heat Transfer for Solids with Nano-scale Structure

• Project/Area Number: 19560205
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: MATSUMOTO Mitsuhiro Kyoto University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10229578)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 固体熱伝導 / 分子動力学法 / DSMC法 / Boltzmann輸送方程式 / フォノンダイナミクス / 熱伝導 / 分子動力学 / フォノン / 熱物性

Research Abstract

本研究は、複雑な構造を持つ電子デバイス素子などのナノ構造物の熱物性を、分子シミュレーション・格子振動(フォノン)解析・マイクロスケールシミュレーションを併用して調べることにより、統合的な熱物性・熱特性シミュレータを開発することを目的として行ったものである.分子スケールシミュレータを構築して大規模なテスト計算を行ったほか、DSMC法をメゾスケールのフォノンダイナミクス解析に応用する方法を提案した.

Research Products

• [Journal Article] Relaxation of phonons in classical MD simulation (2008)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto, Tomohisa Kunisawa, Peng Xiao
  • Journal Title: Journal of Thermal Science and Technology Vol. 3 Pages: 159-166
  • NAID: 130000099185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How can molecular simulations contribute to thermal engineering? -Topics from Microbubbles and Microscale Heat Conduction- (2008)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto
  • Journal Title: Journal of Thermal Science and Technology Vol. 3 Pages: 309-318
  • NAID: 130000099085
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How can molecular simulations contribute to thermal engineering? -Topics from Microbubbles and Microscale Heat Conduction- (2008)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto
  • Journal Title: Journal of Thermal Science and Technology 3 Pages: 309-318
  • NAID: 130000099085
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relaxation of phonons in classical MD simulation (2008)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto, Tomohisa Kunisawa, Peng Xiao
  • Journal Title: Journal of Thermal Science and Technology 3 Pages: 159-166
  • NAID: 130000099185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How can molecular simulations contribute to thermal engineering? -Topics from Microbubbles and Microscale Heat Conduction- (2008)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto
  • Journal Title: Journal of Thermal Science and Technology (印刷中)
  • NAID: 130000099085
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 固体熱伝導解析のためのDSMC法の開発 (2009)
  • Author(s): 岡野真弥, 粟田祐介, 松本充弘
  • Organizer: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都市(発表確定)
  • Year and Date: 2009-06-03
• [Presentation] 固体の中の流体-フォノン輸送のDSMC計算- (2009)
  • Author(s): 松本充弘
  • Organizer: 第1回流体理工学研究部門公開セミナー
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] フォノンダイナミクス解析のためのDSMC法の開発 (2009)
  • Author(s): 松本充弘, 岡野真弥, 粟田祐介
  • Organizer: 日本流体力学会年会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 固体熱伝導解析のためのDSMC法の開発 (2009)
  • Author(s): 岡野真弥, 粟田祐介, 松本充弘
  • Organizer: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Microscale Heat Transfer in Solid Thin Film (2008)
  • Author(s): Masaya Okano, Mitsuhiro Matsumoto
  • Organizer: The 7th JSME-KSME Thermal and Fluidal Engineering Conference
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2008-10-14
• [Presentation] DSMC法によるフォノン輸送 (2008)
  • Author(s): 岡野真弥, 松本充弘
  • Organizer: 第22回分子シミュレーション討論会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] Microscale Heat Transfer in Solid Thin Film (2008)
  • Author(s): Masaya Okano, Mitsuhiro Matsumoto
  • Organizer: The 7th JSME-KSME Thermal and Fluid Engineering Conference
  • Place of Presentation: Sapporo (Japan)
• [Presentation] 固体薄膜中の熱輸送 (2008)
  • Author(s): 岡野真弥, 松本充弘
  • Organizer: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば
• [Presentation] 分子シミュレーションは熱工学の役に立つか? (2007)
  • Author(s): 松本充弘
  • Organizer: 日本機械学会熱工学コンファレンス2007(キーノート講演)
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2007-11-24
• [Presentation] Relaxation of phonons in classical MD simulation (2007)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto, Tomohisa Kunisawa, Pens Xiao
  • Organizer: ASME-JSME Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference
  • Place of Presentation: バンクーバー(カナダ)
  • Year and Date: 2007-07-09
• [Presentation] 固体薄膜の熱伝導再考 (2007)
  • Author(s): 岡野真弥, 松本充弘
  • Organizer: 第21回分子シミュレーション討論会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] 分子シミュレーションは熱工学の役に立つか? (2007)
  • Author(s): 松本充弘
  • Organizer: 日本機械学会熱工学コンファレンス2007
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Relaxation of Phonons in Classical MD Simulation (2007)
  • Author(s): Mitsuhiro Matsumoto, Tomohisa Kunisawa, Peng Xiao
  • Organizer: ASME-JSME Thermal Engineering Summer Heat Transfer Conference
  • Place of Presentation: Vancouver (Canada)
• [Presentation] Molecular Dynamics Study on Phonon Dynamics in Single-Crystal Silicon and Argon (2007)
  • Author(s): Peng Xiao, Mitsuhiro Matsumoto
  • Organizer: ASME-JSME Thermal Engineering Summer Heat Transfer Conference
  • Place of Presentation: Vancouver(Canada)
• [Presentation] モデル準結晶のミクロ熱伝導 (2007)
  • Author(s): 河内星子, 松本充弘
  • Organizer: 第44回日本伝熱シンポジウム
  • Place of Presentation: 長崎