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2019 年度 研究成果報告書

熱音響機関のエントロピー生成と熱効率

研究課題

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研究課題/領域番号 16H06070
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関東海大学

研究代表者

長谷川 真也  東海大学, 工学部, 准教授 (30580500)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード熱音響現象 / エントロピー生成 / 熱効率 / 同期現象 / エネルギー変換 / 非線形振動
研究成果の概要

熱音響現象におけるエントロピー生成ΔSの測定を通じて,現象を評価,理解することを試みた.まず熱音響機関を対象として,熱境界層厚さδに対する流路半径rの比を変更しながら熱効率とΔSを測定した.その結果,熱効率の最大点におけるr/δとΔSの最少点におけるr/δは実験範囲において概ね一致した.また,熱音響自励振動を対象に強制同期/非同期時のΔSを計測した.その結果,強制同期/非同期にヒステリシスが生じる領域においては,同期状態においてはΔSが大幅に小さくなる結果を得た.以上の結果は,熱音響現象で生じる多様な現象を見通し良くとらえるために,ΔSの計測が有効であることを示している.

自由記述の分野

熱音響工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱音響現象におけるエントロピー生成の測定を行うことにより,熱音響機関の熱効率の低減に寄与する要素の検討や,熱音響自励振動を対象とした外力による強制同期/非同期の分岐の検討が可能となった.本研究では熱音響機関の熱効率や,熱音響自励振動における強制同期に着目したが,多様な非線形ダイナミクスにおいてもエントロピー生成の測定を行うことにより,従来までの力学的な側面からの理解に加え,熱力学という別の側面から現象の分析・理解ができる可能性がある.

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公開日: 2021-02-19  

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