• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

磁気力による伝熱性能向上効果の定量的評価および熱交換デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05838
研究機関大阪府立大学

研究代表者

金田 昌之  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50346855)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード自然対流 / 磁化力 / 対流制御
研究実績の概要

単一鉛直加熱平板に沿って生じる自然対流に及ぼす磁場印加効果を実験ならびに数値解析により明らかにすることを目標とした.この場合,磁石印加効果を顕在化させるためには磁石の配置を工夫する必要があり,磁気ネックレスに着想を得た配置を試した.実験においては局所的な熱伝達率の低減や,わずかではあるが上昇する箇所も確認されたが,実験結果の定量的再現性がやや乏しく,実験装置の改良が必要となった.また,磁場分布の計測を行うことで複数磁石を配置した際の効果について議論することができた.
数値解析においては当初,実験と同じ条件を模擬することを目的としたため,複数磁石からの磁場を単一永久磁石から生じる磁場の解析解を重ね合わせて用いた.しかしながら,実験結果との相違が大きいため詳細に調査したところ,計測した磁場分布と異なることがわかった.したがって,磁場分布解析解の重ね合わせでは対応できないことがわかった.そこで,直流電流から誘起される磁場に変更することで,定性的に一致する傾向を見出した.
追加の解析として鉛直加熱平行平板での解析にも立ち返って調査した.ここでは2つの磁石で平行平板を挟む配置となる.N-Sでの一様磁場とN-Nでのカスプ磁場で比較したところ,磁場印加効果に支配的な要因である磁束密度の二乗勾配値がほとんど変わらないことを発見した.これは従来カスプ磁場が効果的と言われていたことと異なるが,流れ場に対して磁石のスケールが小さい場合にこのようなことが起こることを見出した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Magnetothermal force on heated or cooled pipe flow2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneda Masayuki、Suga Kazuhiko
    • 雑誌名

      Internatinal Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 69 ページ: 1~8

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.10.010

    • 査読あり
  • [学会発表] Natural Convection of Paramagnetic Fluid Between Parallel Plates Under Strong Magnetic Field2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advances in Computational Heat Transfer
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁化力による鉛直平板まわりの自然対流の制御2017

    • 著者名/発表者名
      藤原宏彰,金田昌之,須賀一彦
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
  • [学会発表] Magnetothermal Force on the Natural Convection Heat Transfer from a Vertical Plate2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Fujiwara, Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      9th JSME-KSME Thermal and Fluids Eng. Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による磁気熱対流シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      金田昌之
    • 学会等名
      第29回中四国伝熱セミナー・山口
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase Field LBMによる多孔体表面から内部へ移動する液滴の挙動2017

    • 著者名/発表者名
      小野洋祐,杉本真,金田昌之,須賀一彦
    • 学会等名
      日本機械学会第30回計算力学講演会
  • [学会発表] Effect of magnet layout on magnetothermal convection2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda, Kazuhiko Suga
    • 学会等名
      ASCHT2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Heat and fluid flow of paramagnetic fluid by lattice Boltzmann method2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kaneda
    • 学会等名
      Special lecture at Thai-German Graduate School of Engineering
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi