機能に基づくマイクロディバイスの構造・形状最適化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360357
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 長谷部 伸治 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60144333)
• 研究分担者: 加納 学 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30263114)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: プロセスシステム設計 / 最適化 / プロセス合成 / マイクロリアクタ / モデル化

研究概要

本研究では,化学工学研究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,構造までも考慮に入れた新たな設計法の提案を目標としている。目標達成に向けて,マイクロリアクタを対象に,与えられた操作・設計制約を満足する最適な流路構造・寸法・並列化数を導出する手法を開発した。開発した手法では,利用可能な流路構造毎に入出力関係を表すモジュールを作成し,スーパーストラクチャーを構築することにより,設計問題を混合整数非線形計画問題として定式化した。

研究成果

• [学会発表] Channel Structural Design of Microdevices by Superstructure-Based Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: 辻勇斗, 殿村修, 加納学, 長谷部伸治
  • 学会等名: AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: 米国(Salt Lake City)
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] マイクロリアクタの最適流路構造導出手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 辻勇斗, 殿村修, 加納学, 長谷部伸治
  • 学会等名: 第3回化学工学3支部合同徳島大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] Pseudo-Three-Dimensional Lamellar Model of T-Shaped Microreactors with Secondary Flow The 5th International Symposium on Design (2010)
  • 著者名/発表者名: Lin Wang, Osamu Tonomura, Manabu Kano, Shinji Hasebe
  • 学会等名: Operation and Control of Chemical Processes
  • 発表場所: シンガポール(Singapore)
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] Development of Lamellar Model for Non-Isothermal T-Shaped Microreactors with Secondary Flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Lin Wang, Osamu Tonomura, Manabu Kano, Shinji Hasebe
  • 学会等名: 11th International Conference on Microreaction Technology
  • 発表場所: 日本(Kyoto)
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] T字マイクロミキサ内二次流れのCFD解析と合流部流路構造設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐々木啓伍, 殿村修, 加納学, 長谷部伸治
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学(東広島市)
  • 年月日: 2009-09-17