周期極小曲面構造が切り開く熱交換器の新展開

• 研究課題/領域番号: 25K01169
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 山田 昇 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90321976)
• 研究分担者: 倉橋 貴彦 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (00467945) ; 山崎 渉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50598696)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2028年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2027年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2026年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2025年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 伝熱促進 / 熱交換器 / 周期極小曲面

研究開始時の研究の概要

脱炭素化に向けて、空調・エンジン等の熱システムに使われている熱交換器(HX)・伝熱フィンのさらなる性能向上が求められている。本研究では、周期極小曲面を基本構造とする複雑形状熱交換器(TPMS-HX)の熱伝達、圧力損失、熱変形等の特性を把握し、構造機能的な支配因子を明らかにし、さらに、任意形状空間への最適構造設計手法を構築することを目的とする。自然界の様々な構造体に見られる複雑構造を伝熱機器に適用する研究は最近着目されるようになり、その複雑な幾何形状と熱流体現象との関係は未解明の部分が多く、体系化されていない。本研究により新たな学理形成と伝熱技術の発展に寄与する。