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2017 年度 実績報告書

極低温微細固体粒子を用いた環境調和型洗浄法の開発と高密度水素貯蔵への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15H03913
研究機関東北大学

研究代表者

石本 淳  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10282005)

研究分担者 堀邊 英夫  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00372243)
松浦 一雄  愛媛大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (20423577)
真田 俊之  静岡大学, 大学院総合科学技術研究科, 准教授 (50403978)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード混相流 / 極低温 / 微粒化 / ナノ洗浄 / 噴霧 / 半導体洗浄 / 超高熱流束 / 冷却
研究実績の概要

極低温微細固体窒素粒子噴霧によるレジストはく離・除去特性を解明するためには,微細固体窒素粒子の衝突がレジストへ及ぼす影響に関して解析を行う必要がある.本年度は,まず極低温微細固体窒素粒子のウエハ基板表面への衝突・変形挙動に関するFSI(Fluid-Structure-Interaction) 数値解析を行い,固体窒素粒子のレジストに対する衝突角度,衝突速度及び粒子径の変化がレジストはく離・除去特性に及ぼす影響に関して数値解析的検討を行った.その結果,粒子衝突角度とレジスト相における最大Mises応力はほぼ線形関係にあり,衝突角度が90°に近いほどレジスト相に作用する最大Mises応力が増大すること
が判明した.
続いて,高密度水素精製・輸送・貯蔵とリスク管理に関する連成科学的アプローチに基づく基礎研究を推進した.リスクアセスメントならびに新エネルギー複合化による高密度水素製造・輸送・貯蔵・充填・走行に関わるトータルシステムの創成に関わる研究が重要視されてくるものと考えられるため,以下の流体-材料連成科学的アプローチからなる先端研究を実施した.70MPa高密度水素充填技術とリスク管理システムの創成に関するスーパーコンピューティングを行った結果, 3分間高速充填連成解析システムの開発を行い,70MPa高圧水素高速充填現象に関する流体-材料連成コンピューティングにより気相状態と材料応力分布の同時解析が可能となった.また,水素貯蔵タンクの亀裂発生と水素漏えい・拡散予測,爆発ダメージシミュレーションを行い,材料側のクラック成長と水素漏えい時における濃度拡散の連成解析が可能となった

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Wroclaw University of Sci. and Tech.(Poland)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Wroclaw University of Sci. and Tech.
  • [国際共同研究] INSA de Lyon(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      INSA de Lyon
  • [雑誌論文] Computational approach for hydrogen leakage with crack propagation of pressure vessel wall using coupled particle and Euler method2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto, Toshinori Sato, Alain Combescure
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 42 ページ: 10656-10682

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.01.161

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical investigation of multiple-bubble behaviour and induced pressure in a megasonic field2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ochiai and Jun Ishimoto
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 818 ページ: 562-594

    • DOI

      10.1017/jfm.2017.154

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vitrification of Biological Cells Using a Cryogenic Fine Solid Particulate Spray2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 23 ページ: 167-170

    • DOI

      10.4036/iis.2017.S.01

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computational study for dynamic crack propagation in pressure vessel wall with hydrogen leakage using coupled particle and Euler method2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto, Toshinori Sato and Alain Combescure
    • 雑誌名

      Proceedings of the Fifth International Conference on Computational Modeling of Fracture and Failure of Materials and Structures (CFRAC 2017)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Computationally Assisted Study for Cryogenic Fine Particulate Spray in Application to Photoresist-Removal Cleaning Technology2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto
    • 学会等名
      The 26th Surface Cleaning Users Group Meeting, Cleaning Technology Symposium (KSCUGM), October 26 (2017) Hanyang University, ERICA Campus, Ansan, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computational study for dynamic crack propagation in pressure vessel wall with hydrogen leakage using coupled particle and Euler method2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto, Toshinori Sato and Alain Combescure
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Computational Modeling of Fracture and Failure of Materials and Structures (CFRAC 2017), 14-16 June 2017, La Cite;, Nantes Events Center, Nantes, France
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupled Computing of Hydrogen Leakage with Crack Propagation Using Hybrid Particle and Euler Method2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto, Toshinori Sato and Alain Combescure
    • 学会等名
      Fourth International Symposium on Smart Layered Materials and Structures for Energy Saving, Nov. 1, 2017, Sendai International Center, Sendai, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupled Analysis of High-Density Hydrogen Safety Management2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishimoto and Alain Combescure
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2017), Nov. 2, 2017, Sendai International Center, Sendai, Japan
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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