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磁気力による伝熱性能向上効果の定量的評価および熱交換デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05838
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

金田 昌之  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50346855)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード熱伝達率 / 熱交換器 / 外部磁場 / 常磁性流体 / 自然対流 / 磁化力 / 対流制御 / 磁気熱対流 / 磁化力対流 / 伝熱促進 / 管路損失
研究成果の概要

熱交換デバイスの伝熱性能向上を目的として,磁場の力(熱磁気力)の効果を定量的に明らかにした.まず熱交換チューブを想定した強制対流を対象とし,磁場を印加したところ,磁極において流れや温度分布が変化することがわかった.熱磁気力は温度が高くなると相対的に弱くなることからリブのような効果を持つことが判明した.逆に冷却管の場合は流れ場が窪むことも分かった.この流れの変化により局所的に熱伝達率が低下・上昇することがわかった.次にフィンを想定した鉛直加熱平板周りの自然対流を対象とした場合でも評価をおこなった.その際,ブロック型の磁石を用いた場合と電線から生じる磁場とでは傾向が異なることがわかった.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Magnetothermal force on heated or cooled pipe flow2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneda Masayuki、Suga Kazuhiko
    • 雑誌名

      Internatinal Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 69 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.10.010

    • NAID

      120006624502

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of magnetothermal force on heat and fluid flow of paramagnetic liquid flow inside a pipe2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Akira Tsuji, Kazuhiko Suga
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 115 ページ: 1298-1305

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heat transfer enhancement by external magnetic field for paramagnetic laminar pipe flow2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Akira Tsuji, Hiroki Ooka, Kazuhiko Suga
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 90 ページ: 388-395

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.06.078

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Natural Convection of Paramagnetic Fluid Between Parallel Plates Under Strong Magnetic Field2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advances in Computational Heat Transfer
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁化力による鉛直平板まわりの自然対流の制御2017

    • 著者名/発表者名
      藤原宏彰,金田昌之,須賀一彦
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Magnetothermal Force on the Natural Convection Heat Transfer from a Vertical Plate2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Fujiwara, Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      9th JSME-KSME Thermal and Fluids Eng. Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による磁気熱対流シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      金田昌之
    • 学会等名
      第29回中四国伝熱セミナー・山口
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase Field LBMによる多孔体表面から内部へ移動する液滴の挙動2017

    • 著者名/発表者名
      小野洋祐,杉本真,金田昌之,須賀一彦
    • 学会等名
      日本機械学会第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of magnet layout on magnetothermal convection2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      ASCHT2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heat and fluid flow of paramagnetic fluid by lattice Boltzmann method2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda
    • 学会等名
      Special lecture at Thai-German Graduate School of Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MAGNETOTHERMAL CONVECTION ON A HEATED/COOLED PIPE FLOW OF PARAMAGNETIC FLUID2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      International Forum of Heat Transfer
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Boundary Reconstruction Scheme for Lattice Boltzmann Fluid Flow Computation2016

    • 著者名/発表者名
      Akane OHORI
    • 学会等名
      PRTEC
    • 発表場所
      Waikoloa Beach Marriott Resort &Spa (Waikoloa beach, Hawaii, USA)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CLSVOF法を用いた境界面再構築法に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      大堀茜
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学寝屋川キャンパス(大阪府寝屋川市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値解析による磁気熱対流伝熱に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      金田昌之
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会 調査研究会「磁場の多様性と利活用に関する調査研究会」
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気力による熱流動制御2016

    • 著者名/発表者名
      金田昌之
    • 学会等名
      環境&資源エネルギー研究会
    • 発表場所
      大阪市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 格子ボルツマン法に適用できる境界面再構築法の改良2015

    • 著者名/発表者名
      大堀茜
    • 学会等名
      第29回数値流体シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス(福岡県春日市春日公園)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of magnetic field on heat and fluid flow through heated pipe2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki KANEDA
    • 学会等名
      ASCHT2015
    • 発表場所
      BEXCO (Busan, Korea)
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円管内流れの温度境界層発達域におよぼす熱磁気効果2015

    • 著者名/発表者名
      金田昌之,辻章良,須賀一彦
    • 学会等名
      日本伝熱学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市博多区)
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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