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2020 年度 実施状況報告書

Data-driven Visualization of Bubble Contact-line Dynamics on Heterogeneous Surfaces

研究課題

研究課題/領域番号 20K04312
研究機関筑波大学

研究代表者

Shen Biao  筑波大学, システム情報系, 助教 (80730811)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードBoiling heat transfer / Contact line / Surface wettability / Machine learning
研究実績の概要

The present research originally proposed a study of triple-phase contact line (TPCL) dynamics in pool boiling. Aided by Deep Learning technology, the research aims to elucidate TPCL behavior under the influences of contrasting surface topography and wettability, which leads ultimately to enhanced surface design for low-pressure boiling.
During the past FY [2020-2021], I worked with Prof. Yasuyuki Takata of Kyushu University to study low-pressure boiling on hybrid surfaces. The collaboration yielded a discovery of further enhancement of boiling heat transfer due to stronger vapor trapping inside hydrophobic-coated dimple cavities. The results provided important new data on TPCL dynamics under the influences of wettability patterning and structural modifications.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

The progress of the research project is slightly delayed due to a combination of Covid-pandemic and my moving to the University of Tsukuba in March, 2020. It took somewhat longer than expected to set up a proper research environment that is needed to carry out visualization study and deep-learning-based analysis of triple phase contact line dynamics.

今後の研究の推進方策

In FY[2021-2022], visualization of bubble behavior in low-pressure boiling: to provide direct observations of contrasting contact-line dynamics under the influences of surface wettabilities and textures;

In FY[2022-2023], deep learning-based analysis of the derived visitation data and the corresponding heat transfer performance: to provide new insights with regard to optimization of surface design for low-pressure boiling that takes advantage of heterogeneous surface texture and wettability patterns

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Limited Enhancement of Subatmospheric Boiling on Treated Structured Surfaces with Biphilic Pattern2021

    • 著者名/発表者名
      Shen Biao、Iwata Naoki、Hidaka Sumitomo、Takahashi Koji、Takata Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Heat Transfer

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1115/1.4051056

    • 査読あり
  • [学会発表] Physical Insights from Diffuse-interface Modeling of Boiling on Biphilic Surfaces2020

    • 著者名/発表者名
      B. Shen, G. Amberg, M. Do-Quang, J. Shiomi, Y. Takata
    • 学会等名
      International Symposium on Numerical Methods in Heat and Mass Transfer
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面微細構造及び濡れ性がエタノールの沸騰伝熱に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      シェン ビャオ,濱崎 建至,神谷 康和,日高 澄具,高橋 厚史,高田 保之,布村 順次,深津 明弘,戸次 洋一郎
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス 2020
  • [学会発表] 減圧下における撥水斑点上の沸騰気泡のピニング特性2020

    • 著者名/発表者名
      岩田 直樹,喜多 由拓,ビャオ シェン,日高 澄具,高橋 厚史,高田 保之
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス 2020
  • [学会発表] エタノールの飽和沸騰において表面構造および濡れ性が気泡核に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      シェン ビャオ,濱崎 建至,神谷 康和,日高 澄具,高橋 厚史,高田 保之,布村 順次,深津 明弘,戸次 洋一郎
    • 学会等名
      第57回日本伝熱シンポジウム
  • [学会発表] 減圧下における撥水斑点上の沸騰気泡のピニング特性2020

    • 著者名/発表者名
      岩田 直樹,喜多由拓,Biao Shen,日高 澄具,高橋 厚史,高田 保之
    • 学会等名
      第57回日本伝熱シンポジウム

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公開日: 2021-12-27  

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