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令和２年度にコロナウイルスの影響により、研究推進できない時期があり、計画していた数値シミュレーションの評価が一部行えていないため、１年間延長することとした。
令和３年度は『数値シミュレーションによる流動状態の解析』として、本予算で導入した数値解析用ワークステーションを用いて解析を進めた。数値シミュレーションではOpen Foamを利用した流動層解析方法を構築し、条件に対する層高変化や濃度変化について統計的な評価を行った。また、前年度までの『マイクロ流動層の流動状態・流動特性の計測』で導入済のPIVシステムを利用して計測した実験データと比較検討を行った。
『マイクロ装置を用いた反応率の測定評価』は研究分担者である長田と協力して反応率測定用実験系の評価を行った。ロジスティック関数を用いた新たな評価手法を導入し、実験結果の評価検討を行い、こちらの内容について１件の論文を投稿している。
本予算ではマイクロ流動層の開発を目的として、『マイクロ流動層装置の製作と流動状態・流動特性の計測』、『マイクロ流動層の数値シミュレーションの開発と数値シミュレーションによる流動状態の解析』、『マイクロ装置を用いた反応率の測定評価』に取り組んだ。本予算で導入したPIVシステムでの可視化計測によりマイクロ流動層の流動状態が明らかになり、実験的に評価が難しい部分については数値シミュレーションから流動特性の評価を行った。また、それらの流動状態を踏まえて反応率についての評価を実施した。本研究から今後進展していくと予想されるマイクロリアクターでの粒子プロセスに関する知見を得ることができたと考える。今後、この領域の研究がさらに発展することが期待される。
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