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インピンジメント利用新ダイナミック冷却法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10450086
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 健二郎  京都大学, 工学研究科, 教授 (00026064)

研究分担者 岩井 裕  京都大学, 工学研究科, 助手 (00314229)
中部 主敬  京都大学, 工学研究科, 助教授 (80164268)
稲岡 恭二  京都大学, 工学研究科, 講師 (60243052)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
1999年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1998年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
キーワード衝突噴流 / クロスフロー / 伝熱制御 / 熱伝達率測定 / 流速測定
研究概要

インピンジメント冷却の特性制御および性能向上のために,衝突噴流により生成される大規模縦渦ならびに自励音響振動の利用を考えた.その際,(1)噴流ノズルの幾何形状,(2)自励振動の周波数,(3)渦構造の変化,に注目し,ダイナミックな伝熱制御を行うことを目指した.また,噴流どうしの干渉を調べるとともに,各実験で必要な測定手法についても改善を加えた.既存装置を利用してテストセクション部を組み込み,上述の(1,2)に応じた噴流ノズルを脱着できるようにした.(3)の渦構造観察では,既存の二次元レーザードップラー流速計を用いた局所二方向速度成分ならびにその変動成分の計測を行ったが,広範囲な断面内速度分布を測定するため,パルスレーザーを含むPIV装置も利用した.また,伝熱板に塗布した感温液晶の温度による変色をCCDカメラに収録し,その色情報からニューラルネットワークを応用した画像処理による温度への変換を行った.自励振動は圧力センサー,熱線風速計,FFTアナライザーを組み合わせてスペクトル解析を施した.結果として,流れに対し噴流を斜めに吹き込むと大規模なスケールの一対の縦渦が観察された.この渦対は実験と並行して行われた同様に系に対する三次元数値解析によってもシミュレートすることができ,従来からの垂直噴流冷却に対する斜め噴流の構造上の相違点,優位性が明らかになった.自励振動の影響については,発生しない場合と比較することにより,両者の流動様式および衝突熱伝達特性の違いを明らかにした.この振動は外部からのエネルギー供給を必要としないが,ノズル先端部のカラー部長さを若干調整しなければならない.しかし,そのことを熱流動場に対する影響はほとんどなく,むしろ音発生の有無が噴流構造,衝突熱伝達率に大きな影響を与えていることが分かった.発生音の周波数を基準にとったストローハル数が約0.3の場合にそれが最も顕著であった.

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] Nakabe,K., 他5名: "An Experimental Study on the Flow and Heat Transfer Characteristics of Longitudinal Vortices Induced by an Inclined Impinging Jet into a Crossflow"Proc. 11th Int'l Heat Transfer Conference. 5. 439-444 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakabe,K., 他3名: "Experimental Study of Heat Transfer Characteristics of an Impinging Jet with Acoustically Self-Excited Oscillation"Proc. 2nd Int'l Symp. On Adv. Energy Conversion System. 88-89 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakabe,K., 他2名: "A Study on Flow and Heat Transfer Characteristics of Geometrically Innovative Impinging Jets"Proc. 7th JSPS-VCC Seminar on Integrated Engineering. 402-407 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fornalik,E., 他4名: "Visualization of Heat Transfer Enhancement Regions Modified by the Interaction of Inclined Impinging Jets into Crossflow"Machine Visions & Graphics. 18(4). 597-610 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakabe,K., 他5名: "Vortical Structures of a Jet Vertically or Obliquely Discharged into a Crossflow"Proc. 8th Int'l Symp. On Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery. (in printing). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cvetinovic,D.B., 他3名: "Visualization on Flow Structures of a Self-sustained Oscillating Jet and its Enhanced Region of Impingement Heat Transfer"Proc. 9th Int'l Symp. On Flow Visualization. (in printing). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakabe, et al.: "An Experimental Study on the Flow and Heat Transfer Characteristics of Longitudinal Vortices Induced by an Inclined Impinging Jet into a Crossflow"Proc. 11ィイD1thィエD1 Int'l Heat Transfer Conference.. Vol.5. 439-444 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakabe, et al.: "Experimental Study on Heat Transfer Characteristics of an Impinging Jet with Acoustically Self-Excited Oscillation"Proc. 2ィイD1ndィエD1 Int'l Symp. on Adv. Energy Conversion System. 88-89 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakabe et al.: "A Study on Flow and Heat Transfer Characteristics of Geometrically Innovative Impinging Jets"Proc. 7ィイD1thィエD1 JSPS-VCC Seminar on Integrated Engineering. 402-407 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Fornalik et al.: "Visualization of Heat Transfer Enhancement Regions Modified by the Interaction of Inclined Impinging Jets into Crossflow"Machine Visions & Graphics. Vol.18, No.4. 597-610 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakabe et al.: "Vortical Structures of a Jet Vertically or Obliquely Discharged into a Crossflow"Proc. 8ィイD1thィエD1 Int'l Symp. on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery. (in printing). 2000

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D. B. Cvetinovic et al.: "Visualization on Flow Structures of a Self-sustained Oscillating Jet and its Enhanced Region of Impingement Heat Transfer"Proc. 9ィイD1thィエD1 Int'l Symp. on Flow Visualization. (in printing). 2000

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakabe 他2名: "A Study on Flow and Heat Transfer Characteristics of Geometrically Innovative Impinging Jets"Proc. 7^<th> JSPS-VCC Seminar on Integrated Engineering. 402-407 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] E.Fornalik 他4名: "Visualization of Heat Transfer Enhancement Regions Modified by the Interaction of Inclined Impinging Jets into Crossflow"Machine Visions & Graphics. Vol.18,No,4. 597-610 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakabe 他5名: "Vortical Structures of a Jet Vertically or Obliquely Discharged into a Crossflow"Proc. 8^<th> Int'l Svmp on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery. (in printing). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] E.Fornalik 他4名: "Interactions of Longitudinal Vortices Generated by Twin Inclined Jets and Enhancement Regions of Impingement Heat Transfer"Proc. 3^<rd> Turbulence, Heat and Mass Transfer. (in printing). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] D.B.Cvetinovic 他3名: "Visualization on Flow Structures of a Self-sustained Oscillating Jet and its Enhanced Region of Impingement Heat Transfer"Proc. 9^<th> Int'l Symp on Flow Visualization. (in printing). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakabe・他5名: "An Experimental Study on the Flow and Heat Transfer Characteristics of Longitudinal Vortices Induced by an Inclined Impinging Jet into a Crossflow" Proc.11th Int.Heat Transfer Conference. 5. 439-444 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakabe・他3名: "Experimental Study on Heat Transfer Characteristics of an Impinging Jet with Acoustically Self-Excited Oscillation" Proc.2nd Int.Symp.on Adv.Energy Conv.System. 88-89 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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