| 研究課題/領域番号 |
25630060
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
圓山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)
|
|---|
| 研究分担者 |
小宮 敦樹 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (60371142)
伊賀 由佳 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (50375119)
岡島 淳之介 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70610161)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| キーワード | マイクロチャンネル / 超音速流 / 電子機器冷却 / 光干渉計 / 圧縮性流体 |
|---|
| 研究概要 |
電子機器の冷却を目的として、マイクロ超音速ノズルを用いた断熱膨張による低温高速空気をマイクロチャンネル内に流すことにより、基盤面積基準のを熱流束を10MW/m2として、加熱面を200℃以下に保つことのできる超高性能能冷却機構を目指す。先ず、1.数値解析により断熱膨張マイクロノズルの最適化とマイクロチャンネル内の伝熱機構の解明を行い、2.研究グループで開発した位相シフト顕微干渉計によって、ノズル内およびチャンネル内の流れ場を測定する。3.これらの研究で最適化した形状を用いてマイクロチャンネル熱交換器を製作し冷却実験をする。4.これらの知見で、10MW/m2の熱流束でも基盤温度を200℃以内に保つことのできる熱交換システムのフィージビリティスタディを行う。
平成25年度はマイクロノズル内低温流による伝熱過程の数値解析を行った。特に圧縮性流体のCFDによりマイクロノズル内での低温気流の生成過程を、1次元流動解析により、生成した低温気流のフィン内の流動及び伝熱量の計算を行った。
さらに位相シフト光干渉計を用いた超音速流れ場の密度場計測を行った。マイクロノズルは東北大学ベンチャービジネスラボラトリーにて制作した。位相シフト光干渉計は当研究室で開発したものを使用した。この干渉計を用いることにより、通常の干渉計では計測不能な1波長以下の位相差を検出することに成功し、超音速マイクロ気流の密度場計測を実現した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
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
研究計画書に記載の平成25年度の課題は、1.数値解析により断熱膨張マイクロノズルの最適化とマイクロチャンネル内の伝熱機構の解明、2.研究グループで開発した位相シフト顕微干渉計によるノズル内およびチャンネル内の流れ場を測定であり、それらについては概ね良い進捗であるため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
前年度に得られた結果を基に、実際のCPUを想定した加熱を想定した実験を行う。1.先ず、10MW/m2の熱流束を実現するマイクロヒータをベンチャービジネスラボで製作する。2.本研究の目的であるの熱流束を除熱する冷却システムには、極端にフィン高さが大きい、基盤面積が約20×20mmのマイクロフィン列を作る。3.これらの開発が終わったらヒータとフィンアレーを組み合わせて、実際のCPUを模擬した加熱冷却実験を実施する。4.以上の研究成果を勘案して、データセンターの総合冷却能力と図1に示したシステム全体のフィージビリティスタディを実施する。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度に予定していた予算を効率よく使用でき、さらに次年度予定している実験の消耗品に備えることが良いと判断したため。
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことにより発生した未使用額であり、平成26年度請求額と合わせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
|
