ディスク型SOFC用平行円板流路内のガス流動制御に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20560169
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 角田 和巳 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70255644)
• 研究分担者: 末包 哲也 徳島大学, 大学院・シオテクノサイエンス研究部 (30262314)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 固体酸化物形燃料電池 / ディスク型SOFC / 円板間流れ / 旋回流れ / 粒子画像流速計 / 低レイノルズ数流れ / 低レイノルズ数流 / 円板問流れ / 固体酸化物型燃料電池 / 放射状流れ / 低レイノルズ数

研究概要

固体酸化物形燃料電池(SOFC)の一種であるディスク型SOFCの平行円板流路を想定し,円板間に生じる低レイノルズ数流れの計測と流動場の最適化を行った.本研究ではセルの構成要素である集電体の形状にインボリュート曲線を採用したが,これにより,広い流量範囲にわたって速度場の一様性が大きく改善され,熱応力の軽減等の可能性が示唆された.さらに,PIVで計測した速度場を用いて運動方程式の各項が流体運動に及ぼす影響を評価し,インボリュート曲線に沿う円板間流れの運動状態を力学的に説明した.

研究成果

• [雑誌論文] ディスク型SOFCチャネルにおける旋回流れの挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角田和巳,神田智史
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 77巻773号 ページ: 76-85
  • NAID: 130000873919
  • 査読あり
• [雑誌論文] ディスク型SOFCチャネルにおける旋回流れの挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角田和巳, 神田智史
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 77巻 ページ: 76-85
  • NAID: 130000873919
  • 査読あり
• [雑誌論文] STUDIES ON FLOW STRUCTURES IN MODEL CHANNELS OF A DISK SHAPE PLANAR SOFC (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazumi Tsunoda, Yoshitaka Mukai, Ken Kinomura
  • 雑誌名: 7^<th> World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (CD-ROM) ページ: 1-8
  • 査読あり
• [学会発表] ディスク型SOFC流路における旋回流れの特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 網中一公, 角田和巳
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第17期総会講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(東京)(東日本大震災により中止.ただし既発表扱いとする)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] ディスク型SOFC流路における旋回流れの特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 網中一公,角田和巳
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第17期総会講演会講演論文集(No.110-1 383-384)
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ディスク型SOFCを模擬した平行円板流路における旋回流れの最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 角田和巳, 網中一公
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 平板形SOFCを模擬したディスク型流路における旋回流れの構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神田智史, 角田和巳
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第16期総会講演会
  • 発表場所: 東京, 明治大学
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] ディスク型SOFCを模擬した平行円板流路における旋回流れの最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 角田和巳,網中一公
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010拡張要旨集(4)
  • 発表場所: 札幌(CD-ROM)
• [学会発表] 平板形SOFCを模擬したディスク型流路における旋回流れの挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神田智史,角田和巳
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第16期総会講演会講演論文集(No.100-1 257-258)
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ディスク型SOFC流路の最適化に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 角田和巳, 神田智史, 伊藤優, 杉村征哉, 後藤英之
  • 学会等名: 日本機会学会
  • 発表場所: 茨城大学水戸キャンパス
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] Studies on Flow Structures in Model Channels of A Disk Shape Planar SOFC (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsunoda K., Mukai Y., Kinomura K.
  • 学会等名: 7^<th> World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermo- dynamics(293-300)
  • 発表場所: Krakow, Poland(CD-ROM)