| 研究課題/領域番号 |
16K18014
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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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 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
山田 格 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40772067)
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| 研究協力者 |
森西 洋平
玉野 真司
Erik Johansson
Bengt Sunden
河村 君彦
伊藤 秀悟
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 凍結 / 散逸粒子動力学法 / 水の凍結 / 過冷却水 / 近赤外線 / 近赤外カメラ / DPD / 数値計算 / 可視化 / マイクロ流路 / 凍結現象 / 数値解析 / 流体工学 / 熱工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，実験において，水の近赤外吸光特性を利用した近赤外(NIR)可視化観察実験装置を作製し，本実験装置を用いたマイクロ流路内における凍結を伴う水流動現象のNIR可視化観察実験を実施した．また，数値計算において，同現象の数値計算の信頼性向上を目的とした，散逸粒子動力学（DPD）法の計算誤差の信頼性を，時間進行法の観点から検討した．
本研究の成果として，実験では，水の近赤外吸光特性を利用することで水の相状態および温度の同時計測が非接触で可能なことを示した．数値計算では，時間進行法に高次のシンプレクティック保存型時間進行法を適応することで，DPDの計算誤差の信頼性が向上することを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水の凍結は我々に身近な工業製品（例えば航空機，熱交換器）の性能を著しく劣化させる要因となる．近年では，マイクロメートルオーダーの構造を有する壁面や多孔質では凍結が抑制されることが確認されているが，本現象に関する基礎研究は少ない．したがって，本現象の解明は学術的・社会的に大きな意義がある．本現象の解明には，凍結の進行とそれに伴う温度の変化がどのように関係するかを詳細に調査する必要があり，本研究で提案した温度・相状態同時非接触計測法は本現象のより詳細な理解に貢献できると考えられる．また，DPD法の信頼性が向上したことで，実験と数値計算の比較による本現象のさらなる理解が期待できる．
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