| 研究課題/領域番号 |
16K06069
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
松本 裕昭 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10251753)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 希薄気体 / 熱誘導流れ / Knudsen pump / DSMC法 / 流体工学 / 熱ほふく流れ / 熱先端流れ |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、熱誘導流れによって作動する希薄気体輸送システム（Knudsen pump）の性能を実験と数値解析により検討した．本研究のシステムは、２つのチャンバーに接続されたガラス管中に，スリットを設置した円板を複数枚配置することにより構成されている。 ２つの容器の圧力の比はスリットの形状と表面材料に影響されることが確認され，スリットの等価直径が小さいと、ポンプ効率は高くなる傾向にあることが確認された。
DSMC法による数値解析では，ディスクの前後で圧力が急速に増加することが確認され，円板がスリット周りに発生する熱誘導流れによりポンプの役割を果たしていることにが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱誘導流れを利用したポンプシステムが，熱容量の異なる表面からなる薄板を用いるといった単純な構造で作成できることが確認され，その性能を実験と計算により検討し，ポンプ効率と薄板に設置した熱誘導流れの発生源であるスリット形状の最適な形状を実験的に予測した他，数値解析により，薄板にポンプ作用のあることを明らかにした。また，本システムが効率よく稼働するには，クヌッセン数が Kn=0.1のオーダーであることも確認された。現時点では装置の大きさから真空中での稼働であるが，スケール効果から今後マイクロ流れの領域に適用できる可能性を示すことができた。
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