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マイクロチャンネルヒートシンクの概念設計支援を目的としたトポロジー最適設計法

研究課題

研究課題/領域番号 16H06935
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関大阪大学

研究代表者

矢地 謙太郎  大阪大学, 工学研究科, 助教 (90779373)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードトポロジー最適化 / 最適設計 / 設計工学 / 流体力学 / 構造最適化 / 数値流体力学 / ヒートシンク / 大規模並列計算 / 流体 / マイクロチャンネル
研究成果の概要

マイクロチャンネルヒートシンク(MHS)は、マイクロプロセッサ等の液冷式冷却装置として利用されており、従来の空冷式ヒートシンクと比較して高い冷却効率を有し、次世代の冷却装置として期待されている。本研究では、これまでにない革新的なMHSの創成を目的として、MHSの概念設計段階で利用することを視野に入れたトポロジー最適設計法の開発を行った。MHS設計において重要な評価関数である熱交換効率や圧力損失等について多目的最適化計算を行い、膨大でかつ多様な最適解を効率的に生成するために超並列計算機を利用した大規模トポロジー最適化アルゴリズムを開発した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Large-scale topology optimization incorporating local-in-time adjoint-based method for unsteady thermal-fluid problem2018

    • 著者名/発表者名
      Yaji, K., Ogino, M., Nishiwaki, S., and Fujita, K.
    • 雑誌名

      Structural and Multidisciplinary Optimization

      巻: - 号: 2 ページ: 817-822

    • DOI

      10.1007/s00158-018-1922-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Topology optimization for the design of flow fields in a redox flow battery2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yaji, Shintaro Yamasaki, Shohji Tsushima, Takahiro Suzuki, Kikuo Fujita
    • 雑誌名

      Structural and Multidisciplinary Optimization

      巻: 57 号: 2 ページ: 535-546

    • DOI

      10.1007/s00158-017-1763-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Topology design via physics-based surrogate optimization for complex fluid problems2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yaji, Shintaro Yamasaki, Kikuo Fujita
    • 学会等名
      7th European Conference on Computational Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topology design via physics-based surrogate optimization for turbulent heat transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yaji, Shintaro Yamasaki, Kikuo Fujita
    • 学会等名
      Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimum channel design of a redox flow battery via topology optimization2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yaji, Shintaro Yamasaki, Shohji Tsushima, Takahiro Suzuki, Kikuo Fujita
    • 学会等名
      12th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元非定常熱流体を対象とした大規模トポロジー最適化2017

    • 著者名/発表者名
      矢地謙太郎, 荻野正雄, 陳聰, 藤田喜久雄
    • 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] レドックスフロー電池を対象とした二次元流動場モデルに基づくトポロジー最適設計2017

    • 著者名/発表者名
      矢地謙太郎, 山﨑慎太郎, 津島将司, 鈴木崇弘, 藤田喜久雄
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 流体問題を対象とした大規模トポロジー最適化2016

    • 著者名/発表者名
      矢地謙太郎、荻野正雄、西脇眞二、藤田喜久雄
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回設計工学・システム部門講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2019-03-29  

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