| 研究課題/領域番号 |
21K03853
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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19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
山口 浩樹 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50432240)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 高クヌッセン数流れ / 適応係数 / 境界条件 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マイクロ・ナノスケールの熱流動場においては境界条件によってその構造が大きく変化する．境界条件は，特に高クヌッセン数となる環境では，適応係数によってかなり表現することができる．そこで本研究では，様々な技術や材料により実現された表面ナノ構造を持つ固体表面を幅広く探索し，様々な性状の固体表面において適応係数がどのように変化するかを調査し，それらを用いることでマイクロ熱流動場の制御を実現することを目指す．
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| 研究成果の概要 |
高クヌッセン数となるマイクロ熱流動場はその大きい比表面積から境界条件に強く影響される．そこで，境界条件のパラメータとなる分子の固体表面への適応度を統計的に表す適応係数に着目した．加工や修飾を施した固体表面に対して適応係数を計測することにより，様々な適応係数を持つ固体表面を探索し，表面性状と境界条件の関係を調査した．
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と流動抵抗に関する接線方向運動量適応係数を計測した．その結果，従来の知見とは異なり特性が単調に変化しない可能性が示唆された．また結果を相補的に用いることで，従来の散乱モデルでは表現できない条件が存在することも明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高クヌッセン数のマイクロ熱流動場の状態を決定づける重要な要素としての固体表面における境界条件について，同一の固体表面試料に対して複数の適応係数を計測することにより探索した．その結果としてこれまでにはあまり知られていない特性をいくつか明らかにすることができ，得られた知見を発展させることによって将来的には固体表面を用いたマイクロ熱流動場の制御につながることが期待される．さらにその結果としてより効率的なマイクロ熱流動場の利用が可能になっていくと考えられる．
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