| 研究課題/領域番号 |
16K14166
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
畠中 龍太 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (80725333)
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| 研究分担者 |
田川 義之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70700011)
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| 研究協力者 |
藤田 裕太
Tran Tuan
Breitenbach Jan
Roisman Ilia V.
Tropea Cameron
Harth Kirsten
Lohse Detlef
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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 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 液滴 / ライデンフロスト / 減圧環境 / 真空環境 / 熱電対 / 気泡成長 / 全反射法 / 気泡核生成 / 気泡核生成/成長 / 混相流 / 熱工学 / 宇宙工学 / 再突入 |
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| 研究成果の概要 |
将来的な宇宙用噴霧冷却器の開発へ向けて、減圧環境下における単一液滴の加熱面衝突現象の解明を進めた。その結果、減圧環境特有の液滴挙動を2つ発見し、そのうちの1つの発生メカニズムを説明し得る物理モデルを提案し、さらに液滴-壁面間の気泡生成/成長の直接観察によってその妥当性を確認した。また、噴霧冷却で用いられるマイクロ液滴に対してはSplash現象の発生条件に関する既存モデルが適用できないことを明らかにした。さらに、液滴衝突時の局所的な熱伝達特性を評価するための高速応答熱電対アレイに関する要素試作を行い、技術的に実現可能であることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
減圧環境下に特有の液滴挙動が新たに識別され、その発生メカニズムにおける気泡成長特性の重要性が示されたことは、減圧環境下における液滴挙動を予測するために重要な知見である。また、過去に提案された各種物理モデルを大きく異なる液滴径に適用できるかを検証できないことが多いため、本研究で得られたマイクロ液滴の実験的知見は貴重である。また、相変化を伴う冷却技術の研究では蒸発/沸騰に伴う局所的・過渡的な熱流束を適切に評価することが極めて重要であり、本研究で開発を進めた高速応答熱電対アレイを適用できれば新たな学術的な成果が期待できる。
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