2008 Fiscal Year Annual Research Report
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19686017
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芝原 正彦 Osaka University, 大学院・工学研究科, 准教授 (40294045)
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| Keywords | ナノ構造 / エネルギー伝達 / 熱伝導 / 界面熱抵抗 / 分子動力学 |
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| Research Abstract |
ナノスケールの界面構造が固液界面熱抵抗に及ぼす影響に関する分子動力学解析
固液界面を考えて,完全な平面の場合とナノ構造が界面に存在している場合に,系の温度勾配ならびに界面での温度ジャンプを分子動力学計算によって求めることにより,巨視的な熱抵抗を計算して,その支配要因について検討を行った.液体分子種や表面付着ポテンシャルを変化させて検討を行ったところ,ナノ構造内の液体分子の滞在時間の増加に伴う温度上昇が,巨視的な熱抵抗低下の原因であることが明らかとなった.さらにナノ構造による固液界面熱抵抗低減効果は固液間ポテンシャルによって大きな影響を受けることが明らかになった.
ナノスケールの構造・空孔が物質の熱伝導率に及ぼす影響に関する分子動力学解析
固体中にナノスケールの空孔が存在する場合に,そのスケールや配置によってどのように固体の熱伝導率が変化するかについて,ナノ構造の特性スケールを変化させることによって調べた.ナノ構造間隔に依存した熱伝導率変化が観察される条件において,フォノンの分散関係を調べた結果,ナノ構造間隔減少によってフォノン分散関係に新しい格子振動モードが現れるものの,主たる熱伝導低下の原因はフォノン平均自由行程の減少であることが確認された.
壁面ナノ構造が界面熱抵抗へ与える影響に関する実験
界面微細構造が界面熱抵抗へ与える影響について,試供板の界面構造を変化させて実験的に計測した結果,ナノ粒子が付着した界面ではフラットな面と比較して界面熱抵抗の変化が計測された.並行して,ナノ粒子表面付着実験ならびにナノ粒子の表面付着・表面イオン加工シミュレーションを実施した.
壁面ナノ構造が赤外線放射へ与える影響に関する実験
試供板の後方を加熱できる小型加熱装置を作成して実験を行った結果,試供板界面構造を変化させた場合には赤外線放射強度変化が観察された.
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