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多孔質体内熱輸送について、微視的観点から可視化実験および直接的な数値計算によるアプローチを試みた。PIV法の多孔質体内流動場の定量的測定への導入の可能性を探り、これまで測定が困難でありいまだ確定的でなかった多孔質体内乱流場のレイノルズ数範囲について、レイノルズ数が1000を超える範囲にあっても非定常層流場であることを示した。より高いレイノルズ数範囲の測定に対する予備実験により、高速度ビデオと高出力YAGレーザにより定量的測定が可能であることがわかった。
また、熱移動をあらわす巨視的モデルである二エネルギー方程式において様々な角度からの検討を行った。これまで実験的手法により決定されてきた界面熱伝達率を数値実験より気孔率およびレイノルズ数に対する相関式として示した。また、通常の勾配拡散モデルに対し、他相の温度勾配の項の影響を加味したより厳密な巨視的モデル式を対流場まで拡張し、助走区間などの温度予測においての重要性などを示した。
この巨視的モデルを一般的熱交換器に導入する際、熱交換器を多孔質体と見ることで、空間共有の概念を導入するアイデアを示し様々な熱交換器内の熱流動場の予測が可能であることを示した。通常の熱交換器内のフィン列の配列および形状には強い非等方性があるため、透過率、見かけの熱伝導率および界面熱伝達率に非等方性の導入が必要であることに注目し、巨視的流れ方向と配列の方向の傾きの効果を含む非等方多孔質体に関する巨視的方程式群を導いた。
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