| 研究課題/領域番号 |
20K20978
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
染矢 聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 副研究部門長 (00357336)
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| 研究分担者 |
李 艶栄 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20712821)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 燐光 / 圧力 / 可視化 / 強度法 / 寿命法 / 回転機械 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では大気圧近傍の圧力差の小さい条件における圧力分布の定量可視化計測を実現する従来にない高感度検出法を開発する．小型流体機器の静音・高効率設計のためには回転翼回りの圧力分布の把握が重要であるが，大気圧近傍の圧力条件で小さな圧力差の計測を実現する術はまだない．小型機器では圧力変化量が小さく，センサ物質に頼った高感度化のアプローチには限界があり，従来とは異なる発想に基づく挑戦が必要である．本研究では従来のセンサ物質の性能を最大限に引き出す検出手段や模擬試験環境の適用を導入する．本研究ではまず燐光の強度と寿命を併用することで，圧力感度を従来の二倍以上向上させる手法を2種類開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では大気圧近傍の圧力差の小さい条件における圧力分布の定量可視化計測を実現する従来にない高感度検出法を開発した。従来から行われてきた塗膜の高度化等のPSP高感度化技術は全てそのまま活用でき、検出法の工夫により、大気圧近傍での圧力感度を高めた。酸素分圧に応答する燐光の寿命と最大発光強度の両方を併用することで、圧力感度の大幅な向上を実現した。参照画像を必要とする方法と必要としない方法の両方を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の高感度計測技術の良いところを全て享受でき，画像取得タイミングチャートのみの改良によって大幅な高感度化を達成できた点は，同分野の他の技術にも波及しうる他，高感度解析を通じた流動現象の解明は様々な基礎科学研究の推進に貢献する．また，この手法によりファンの周りの騒音の低減など，従来は圧力分布計測が困難で必ずしも効率的な改善ができなかった実用機器の効率改善など高度化を期待できる．
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