| 研究課題/領域番号 |
26630068
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
長山 暁子 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60370029)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 沸騰伝熱 / 分子動力学解析 / ナノ・マイクロキャビティ / 固液界面 / 核生成理論 / 濡れ性 |
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| 研究実績の概要 |
沸騰は伝熱における重要な現象でありながら，学術的には未解明な点が多い．沸騰伝熱性能を向上するにあたって，従来から数μmから数百μmオーダーのキャビティを固体表面に形成する技術がよく知られるが，近年ナノキャビティを固体表面に形成する技術が注目されている．しかし，これらのナノ・マイクロキャビティは，発泡点密度または気泡の離脱との関連性が不明のまま，沸騰伝熱促進あるいはCHF向上のメカニズムが理解されていない．本研究では，非平衡分子動力学法を用いて，ナノキャビティの形状や固液界面エネルギー（濡れ性）などを含めた伝熱面の表面性状が核生成に及ぼす影響を解明し，沸騰現象に対する最も基本的な理解を得ることを目的とする．初年度では，固液界面における濡れ性や温度等異なる計算条件による分子動力学シミュレーションの計算系を形成し，ナノキャビティにおける核生成，気泡の離脱現象を計算によって再現することを実施していた．固液界面における気泡の不均質核生成現象を再現でき，また，一部の計算条件に限定するが，気泡の離脱と思われる現象の再現に成功した．
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| 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
分子動力学解析はおおむね予定通りに進んでいる．初年度では，固液界面における濡れ性や温度等異なる計算条件による分子動力学シミュレーションの計算系を形成し，ナノキャビティにおける核生成，気泡の離脱現象を計算によって再現することを予定していた．現在までに，固液界面における気泡の不均質核生成現象を再現でき，また，一部の計算条件に限定するが，気泡の離脱と思われる現象の再現に成功した．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は引き続き分子動力学解析を進めていき，適宜な時期に学会発表を行う予定である．初年度に続き，分子動力学解析による沸騰現象の再現に力を入れる．生成された気泡のサイズとキャビティサイズの関連性を調べ，気泡の離脱速度，または周期を定量的に評価することを目指す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
九州大学スーパーコンピューティングシステムの占有タイプの申請時期が前年度だったため，契約が予定通りにならなかった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
計算に関しては引き続き九州大学スーパーコンピューティングシステムを利用し，使用料を研究費から支出する予定である．
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