マイクロスケールにおける水分子の流動特性の解明

• 研究課題/領域番号: 26630049
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山口 浩樹 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50432240)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: マイクロ気体流れ / マイクロ流路 / 適応係数 / 水 / 流体工学

研究成果の概要

本研究では，気体としての水分子，つまり水蒸気のマイクロスケールにおける流動特性を解明することを目指した．マイクロ流路を通過する流量を実験的に計測し，気体分子と固体表面の相互作用の強さを表すパラメータである接線方向運動量適応係数を導出した．その結果，水分子は単原子分子気体とは異なる性質を示すことを明らかにした．また混合ガスの影響に関しても調査を行い，気体の混合によって流動特性が大きく変化することを明らかにした．

研究成果

• [国際共同研究] IUSTI, Aix-Marseille University(フランス)
• [雑誌論文] Experimental measurements of thermal and tangential momentum accommodation coefficients on solid surfaces : Water vapor in comparison with noble gases (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Yamaguchi, Taiki Mori, Yuki Ozaki, Yu Matsuda, Tomohide Niimi
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 巻: 183 ページ: 122195-122195
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122195
  • 査読あり
• [学会発表] Flow Rate Measurement of Water Vapor through Microtubes (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaguchi, O. Mabuchi, K. Takamori, Y. Matsuda, T. Niimi
  • 学会等名: 2nd European Conference on Non-equilibrium Gas Flows
  • 発表場所: Eindhoven, Netherland
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロ流路を通過する水分子の質量流量の計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高森研輔，山口浩樹，馬渕修，松田佑，新美智秀
  • 学会等名: 日本機械学会2015年度年次大会
  • 発表場所: 札幌，北海道
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] マイクロ流路を通過する水分子の質量流量の計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高森研輔，山口浩樹，馬渕修，松田佑，新美智秀
  • 学会等名: 2015年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [学会発表] マイクロ流路を利用したTMAC の計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 馬渕修，山口浩樹，村木秀行，松田佑，新美智秀
  • 学会等名: 2014年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京電機大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10