あらゆる作動流体に適応可能な微小領域における温度速度場定量可視化手法の開発

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14077
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 石井 慶子 青山学院大学, 理工学部, 助教 (80803527)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 流れの可視化 / 温度速度同時計測 / 温度場計測 / 複雑流体

研究実績の概要

非定常場，相変化を伴う場，混相場などでは，スカラー場を定量計測する方法がほとんど存在しない．また，スカラー場の非定常的な変化をよく知るためには，その時の速度場を知ることも重要だが，温度速度を同時に計測する手法は，言わずもがなほとんどない．
高輝度な各種染料を選定し，二色粒子の合成を行った．ここで，一つの蛍光剤は熱によって発光スペクトル強度が変化する性質を持つものを利用し，もう一つはリファレンスとして利用する．この性質を利用して、非定常場で温度と速度を同時に計測することが期待できる．
本年度は二色の蛍光剤を含むマイクロカプセルを合成しその特性を調べた．この発光強度分布をRGBカメラでとらえたところ，おおむね良好な感度で計測可能であることがわかった．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

高輝度な組み合わせの粒子を合成することに成功し，高い精度の計測法の実現が期待できる．

今後の研究の推進方策

2台のカメラを用いて分光をより正確に行い，更なる計測精度の向上を目指す．
複雑流動場の実際の計測に本手法を応用する．

次年度使用額が生じた理由

超音波ホモジナイザーが想定より安価に購入できたため，残額が発生した．次年度色素の購入などにあてる予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Flat plate pulsating heat pipe operating at ultra-low filling ratio (2023)
  • 著者名/発表者名: Fumoto Koji、Ishii Keiko
  • 雑誌名: Applied Thermal Engineering 巻: 228 ページ: 120468～120468
  • DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2023.120468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and evaluation of high thermal conductivity magnetic heat storage inorganic microcapsules simultaneously containing gallium and magnetic nanoparticles by sol-gel method (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishii Keiko、Kawayama Kosuke、Fumoto Koji
  • 雑誌名: Journal of Energy Storage 巻: 59 ページ: 106426～106426
  • DOI: 10.1016/j.est.2022.106426
• [雑誌論文] Optical visualization of the formation behavior of magnetic particle clusters in a forced convection field (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishii Keiko、Ogura Kazuki、Fumoto Koji
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 巻: 556 ページ: 169433～169433
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.169433