数値流体解析法と最適化法の融合によるマイクロ反応場の精密設計

• 研究課題/領域番号: 20760523
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 殿村 修 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70402956)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: システム工学 / マイクロ・ナノデバイス / モデル化 / 形状最適化 / 数値流体解析

研究概要

流路のサイズと形状が重要な設計変数となるマイクロ装置設計問題を対象に,数値流体解析法と最適化法を融合した設計支援システムを開発した。マイクロ流路圧力損失最小化のケーススタディを通して,開発した設計支援システムの有効性を確認した。また,物質移動促進を目的として電極に溝を掘ったマイクロ電解リアクタ(MER-GE)を提案し,その有効性を数値流体力学シミュレーションおよび実験により検証すると共に,開発した設計支援システムをMER-GEの溝形状パラメータ最適化問題に適用した。

研究成果

• [学会発表] Design of Micro Electrolytic Reactors towards Acceleration of Mass Transfer (2010)
  • 著者名/発表者名: Osamu Tonomura, 他
  • 学会等名: 11th International Conference on Microreaction Technology
  • 発表場所: 京都リサーチパーク(京都市)
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] 物質移動促進を目的としたマイクロ電解リアクタの設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 殿村修・辻本昌洋・加納学・長谷部伸治
  • 学会等名: COMSOLカンファレンス
  • 発表場所: UDXカンファレンススペース(東京都)
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] 物質移動促進を目的としたマイクロ電解リアクタの設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 殿村修, 他
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学(東広島市)
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] CFD-Based Shape Optimization of Pressure-Driven Microchannels via Adioint Formulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Osamu Tonomura, Manabu Kano, and Shinji Hasebe
  • 学会等名: AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: 米国・Philadelphia
  • 年月日: 2008-12-18
• [学会発表] CFD-Based Shape Optimization of Pressure-Driven Microchannels via Adjoint Formulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Osamu Tonomura, 他
  • 学会等名: AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: 米国・Philadelphia
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] CFDシミュレーションによるマイクロ電解リアクタの特性解析と設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 殿村修, 他
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] CFDシミュレーションによるマイクロ電解リアクタの特性解析と設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 殿村修・辻本昌洋・加納学・長谷部伸治
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 2008-09-26