| 研究課題/領域番号 |
16K18022
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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 |
熱工学
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| 研究機関 | 金沢工業大学 (2018-2019)
岩手大学 (2016-2017) |
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研究代表者 |
福江 高志 金沢工業大学, 工学部, 講師 (80647058)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 脈動流 / バイオミメティクス / 電子機器の冷却 / 強制対流熱伝達 / 伝熱促進 / 伝熱効率 / 直接冷却 / 熱交換器 / 流れのはく離 / 省エネルギー / 強制空冷 / 強制水冷 / 高密度実装 / ファン空冷 / 物体周りの伝熱 / 数値シミュレーション / 脈動波形 / 電子機器冷却 / 水冷デバイス / 熱設計 / スケール効果 / 伝熱機器 |
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| 研究成果の概要 |
電子機器冷却ではファンやポンプの定常動作が常識であった．本研究は，この既成概念を覆し，生体内にみられるような脈を打つ流れを応用し，冷却デバイスの寸法を問わない高効率冷却技術を開発する．
まず筐体内空冷に着眼し，cmスケールの冷却部品に脈動流を供給する場合の冷却性能を実験で明らかにした．次に脈動流のスケール効果の解明を行い，ホットスポットの直接水冷を企図した水冷チャネルにおける脈動流の効果を評価した．適切な伝熱促進体との組み合わせで高い伝熱促進を実現できる可能性を明らかにした．本研究を通じ，作動流体や冷却対象のスケールを問わない伝熱促進技術の核として，脈動流が応用できる可能性を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の実施により，流れに周期的な脈動を加えることによって，一連の伝熱促進と省エネルギの熱交換が，対象とする熱流体機器の寸法や作動流体を問わず得られる感触を得ることができた．この成果は，単にホットスポットをもつ超高密度実装の電子機器に向けた冷却技術への応用に留まらず，同様に小型化や省エネルギ化が求められる自動車関連機器やエネルギ機器への展開も期待できる．従来の「定常な流れによる冷却」という既成概念を覆した，脈動を前提とした冷却システムや熱交換システムは，持続可能な社会の構築の推進にも寄与が期待でき，熱流体設計の思想を十分に変えるインパクトを得られる可能性を得た．
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