| 研究課題/領域番号 |
17K17875
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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
流体工学
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
白井 克明 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (00634916)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | コロイド / 伝熱 / 固液境界 / 電気運動学 / 粒子流動 / マイクロ・ナノスケール / 近接場光 / レーザー計測 / 泳動 / エバネッセント波 / 固液界面の伝熱 / 熱輸送コロイド / レーザードップラー法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ナノ流体や相変化エマルションなど不溶性粒子が液体に分散した熱輸送コロイドに着目し，壁面近傍の粒子挙動が固液間伝熱に及ぼす影響の解明を目指した．粒子挙動は粒子の流動速度として，エバネッセント（EW）光の干渉によるレーザードップラー法に基づき計測した．浸透距離が数百nm,程度と短いEW光を用いることで壁面近傍に回折限界を超える高分解能を実現した．まずコロイド試験部と計測システムを構築し，原理の成立を実証するとともに計測性能を評価した．コロイド流動実験では，印加電場強度に比例した速度が得られ，コロイド粒子の流動計測への適用性を実証した．さらに粒子濃度と粒径が流動速度へ及ぼす影響を調べた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固液境界近傍のコロイド粒子挙動の計測は，従来マイクロ粒子画像流速計(MicroPIV)など顕微鏡観察に基づく手法に限られてきた．MicroPIVは蛍光トレーサー粒子を必要とし，粒子画像解像による空間分解能の制約と画像計測による不確かさの影響を受ける．他方，本研究で構築した計測手法は蛍光粒子を必要とせず試験コロイド中の分散粒子を散乱粒子としてそのまま利用でき，レーザードップラー法に基づく周波数計測であるため解像の必要がなく，画像計測に対して計測の不確かさを低減可能と考えられる．今後の計測に向け，計測原理の成立を実験的に実証し，速度計測の不確かさを定量的に評価した点で学術的意義が高いと考えられる．
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