| 研究課題/領域番号 |
18H01381
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
巽 和也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90372854)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | 決定論・確率論 / 2次元サーモリフレクタンス法 / マイクロ流路 / 対流輸送 / 伝熱特性 / 高分子流体 / 粒子流れ / ナノワイヤ群 / 確率論 / 不連続性流体 / ナノワイヤ / 対流伝熱 / 不連続性 / ナノ伝熱 / 熱伝導 / 粒子制御 / ワイブル分布 / 固液界面 / 温度計測 / 確率統計 / ネットワーク |
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| 研究成果の概要 |
現在，伝熱現象においてスケールが小さくなると全体の方向性を示す決定論に加えて，“ゆらぎ”の確率論的要素を考慮する必要がある．本研究では，確率連結型ネットワーク構造を有するナノワイヤ群の熱伝導率や粒子混合流体の対流熱伝達率を求めるため，2次元サーモリフレクタンス法に基づくナノスケールの空間・時間分解能を持つ固体表面温度計測装置を製作してナノワイヤ群の2次元温度分布と伝熱特性，マイクロ粒子が流れるマイクロ流路の輸送特性，そして高分子流体流れの熱伝達率を高い精度で測定することに成功した．これにより，平均の熱伝導率・熱伝達率とともに連結部や粒子通過時等における時間・空間的変動特性を評価した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
センサ・電子デバイスに代表されるように，機器の小型化が進んでおり，その中の固体・流体・両者の界面での伝熱現象もマイクロ・ナノスケールで制御・理解することが求められる．微少化すれば，ブラウン運動のように確率的な“ゆらぎ”が事象にて発生し，従来の物理方程式から求まる決定論的要素と合わせて考慮する必要がある．本研究では，ナノワイヤから構成されるネットワーク構造体の伝熱経路・発熱や，マイクロ流路内のマイクロ粒子の輸送特性など確率論的な現象を，ナノの精度で温度計測・運動制御できる独自システムを用いて評価した．これらの知見とモデルは，今後のナノ・マイクロ・複雑系の熱流動システムの評価と設計に貢献できる．
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