気泡の自駆動定向輸送より新規自己吸引沸騰型データセンター液浸冷却手法の開発

• 研究課題/領域番号: 25K07616
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 福井大学
• 研究代表者: 党 超鋲 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (30401227)
• 研究分担者: 李 艶栄 茨城大学, 応用理工学野, 准教授 (20712821)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: データセンター冷却 / 液浸冷却 / 沸騰伝熱 / 自己吸引沸騰 / 濡れ性制御

研究開始時の研究の概要

本研究では、次世代高性能なデータセンターのCPU、GPUの冷却用相変化液浸冷却システムの性能向上を目的として、気泡の自己駆動輸送と壁面の液膜濡れの両立を実現する機能表面の開発と性能評価に取り組む。沸騰工況下における気泡の成長・離脱挙動、非平衡界面張力、浮力などの要素を考慮しながら、自己駆動輸送表面における気泡運動と薄液膜分布挙動を解明し、形状勾配、濡れ性勾配、表面張力係数などのパラメータと関連付けた数学モデルを構築する。これにより、相変化液浸冷却システムにおける気泡除去速度向上と伝熱性能向上を実現し、エネルギー効率の高い次世代データセンターの実現に貢献する。