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マイクロ熱流動場における実在表面に対応した境界条件の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03946
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

山口 浩樹  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50432240)

研究分担者 松田 佑  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (20402513)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
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)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード高クヌッセン数流れ / 適応係数 / 散乱分布
研究成果の概要

クヌッセン数が大きいマイクロ熱流動場には,固体表面の境界条件が大きく影響を与える.このような熱流動場で利用される境界条件モデルは,パラメータとして分子の固体表面への平均的な適応割合を表す適応係数が良く利用される.そこで,本研究では同一の固体表面試料に対して熱輸送に関するエネルギー適応係数(EAC)と流動抵抗に関する接線方向運動量適応係数(TMAC)を計測するシステムを構築した.また既存のデータをもとに,実験で計測した適応係数から境界条件モデルのパラメータを決定する方法について解析した.計測した適応係数から実際にパラメータを導出することで,境界条件モデルについての検討を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ熱流動場においては,固体表面での状態を決める境界条件モデルが重要な役割を担う.この境界条件モデルについて検討し,二つの適応係数を計測することによって境界条件を決定できることを明らかにした.そして,それを実現するために,同一の固体表面試料に対して二つの適応係数の計測手法を開発するとともに,適応係数から境界条件モデルのパラメータを決定する方法を解析した.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Measurement of Heat Transfer from Anodic Oxide Film on Aluminum in High Knudsen Number Flows2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Hiroki、Kito Kenji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 号: 3 ページ: 234-234

    • DOI

      10.3390/mi11030234

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of conductive heat transfer through rarefied binary gas mixtures2019

    • 著者名/発表者名
      H. Yamaguchi, J. Hosoi, Y. Matsuda, T. Niimi
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 160 ページ: 164-170

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2018.11.021

    • NAID

      120006623811

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MEASUREMENT OF HEAT TRANSFER IN HIGH KNUDSEN NUMBER FLOW FROM ANODIC OXIDE ALUMINUM FILMS2019

    • 著者名/発表者名
      H. Yamaguchi, K. Kitou
    • 学会等名
      International Symposium on Thermal Effects in Gas flows In Microscale (ISTEGIM 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 陽極酸化皮膜における熱的適応係数の計測2019

    • 著者名/発表者名
      山口浩樹,鬼頭憲司
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接線方向運動量適応係数に対する流路材質の影響2018

    • 著者名/発表者名
      山口浩樹,森大騎,松田佑,新美智秀
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロスケール気体流れに対する実験的計測2018

    • 著者名/発表者名
      山口浩樹,松田佑,新美智秀
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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