| 研究概要 |
本研究は,これまで蓄積されてきた化学工学に基づく知見とシステム工学手法および飛躍的に発達した計算機能力を用いて,装置構造までも考慮に入れた新たな装置設計法の提案を目標としている.具体的には,特定のマイクロ装置を対象とし,モデルの構築とそのモデルを用いた設計手法の開発,および装置の製作と実験による検証を本補助金申請の期間内での達成目標としている.本年度得られた成果は以下の通りである.
1.構造を考慮できる設計用モデルの開発
昨年度は簡単な構造のマイクロ熱交換器およびマイクロ反応器を対象に,処理手順,機能,単位装置をどのように規定すれば,全体が表現できるかを明らかにした.本年度は昨年度の成果をベースに,マイクロ混合器,分配器,マイクロ反応器,マイクロ熱交換器について,何をパラメータにすべきかを検討し,構造を考慮した設計で利用可能なモデルを考案した.
2.最適設計手法の開発と最適化を実行するソフトウェアの開発
最適な構造の導出法として,考えられるすべての構造を含んだ構造(スーパーストラクチャーと呼ぶ)をまず構築し,最適化により不要な構造を除去する,という手法を採用している.今年度は,合流,反応,熱交換を含む構造に対して,スーパーストラクチャーを用いた構造モデルを導出した.
3.設計結果検証用のディバイスの製作と実験による検証
上記2で開発したモジュールについて,その入出力関係を実験により検証することを,実験の最終目標としている.本年度は予備実験として,マイクロ混合器を対象に,混合性能評価実験を行った.
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