| 研究課題/領域番号 |
10650211
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
河原 全作 京都大学, 工学研究科, 助手 (10201451)
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| 研究分担者 |
芹澤 昭示 京都大学, 工学研究科, 教授 (10027146)
高橋 修 京都大学, 工学研究科, 助手 (40127098)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| キーワード | 微小多孔面 / 熱・物質移動 / 伝熱 / 分子動力学 / 陽極酸化皮膜 / 可視化 / 加速器利用 |
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| 研究概要 |
本研究は、微小径(マイクロメートルからナノメートルオーダー)の多孔が形成されている物質の表面上での輸送現象について実験及び理論・計算の両面からアプローチすることにより、熱・物質移動の分子レベルでの制御を目的としたものである。研究成果は、(1)陽極酸化多孔皮膜形成モデルに関する理論的検討、(2)陽極酸化における多孔形成のシミュレーションのための分子動力学法コードの開発、(3)多孔皮膜を用いた伝熱実験およびそのための計測手法の開発の3つに取りまとめられた。
多孔皮膜形成の理論に関して、今までのモデルについて取りまとめ再検討を行った。ナノサイズ多孔面の代表的なものとして陽極酸化によるアルミニウムのポーラス形成を取り上げその理論的モデルについて検討を行った。
多孔皮膜周りでの熱物質移動の数値シミュレーションに関して、最終的に電気化学的な特性を取り扱うことを念頭に分子動力学コードの開発を行った。ポテンシャルとしてJohnsonのモデルを用い、その有効性を検証した。
実験では、多孔皮膜を自然対流実験の伝熱面に用い、通常の伝熱面での実験データとの比較を行った。実験体系として水平流体層を採用し、従来の研究データとの詳細な比較を行った。今回のレイリー数の範囲では境界層より小さいスケールの孔径を持つ皮膜は相変化を伴わない自然対流にはほとんど影響を与えないこと確認された。相変化を伴う伝熱実験としての沸騰実験において、伝熱面表面の物理化学的特性及び微細領域での熱輸送機構の測定のために加速器を用いた分析及び可視化の技術開発を行った。
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