| 研究課題/領域番号 |
19K04217
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
北川 石英 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (80379065)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 混相流 / 対流熱伝達 / 機能表面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，表面性状が部分的に異なる「機能表面」を利用した，気泡の捕獲・輸送・生成技術を構築し，その利用時における混相熱流動機構を実験的に究明することを目的としている．特に，構築した技術の汎用性を検証するため，「自然対流気液二相流」「水平チャネル内気液二相流」「マイクロチャネル内固気液三相流」の３種類の熱流動場を実験対象とする．光複合計測による取得データをもとに，マルチスケールな解析を実施し，スケール間の相互干渉機構を十分に考慮しながら，複雑な混相熱流動機構の理解と熱流動制御のためのデータベース化を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，機能表面による気泡の捕獲・輸送・生成技術の構築と気液二相流場の熱流動機構の究明を目的として，水平チャネル内気液二相流・自然対流気液二相流を対象とした実験を行った．前者の研究では上壁に機能表面を有するチャネルを用いた実験を行い，撥水部と主流方向の角度が低い場合，機能表面の利用が気泡群の捕獲と輸送に対して有効であることを明らかにした．一方，後者の研究では機能表面を有する伝熱板を用いた実験を行い，撥水部の存在により伝熱促進が生じることを明らかにした．この促進は伝熱面近傍での液体混合の増加に起因し，それは撥水部で合体した気泡による揺動運動と界面からの渦放出によって誘起されると考えられる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義：本研究で得られる成果を利用することにより，気液二相流に関する数理モデルや数値計算手法の開発に貢献することができる．
社会的意義：本研究で得られる成果は伝熱促進・反応促進・抵抗低減技術に利用可能であることから，開発された技術を利用した二酸化炭素の削減により，低炭素社会の実現が期待できる．
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