2023 Fiscal Year Research-status Report
Topology optimization of solar thermal receiver for converting carbon dioxide into fuel
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22KF0117
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 洋介 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30396783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LIU MING 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Keywords | ふく射 / 共役熱伝達 / 形状最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レベルセット法により任意の3次元形状を表現し、その周囲のふく射伝熱を離散方位法により解くとともに、ふく射を制御するための形状最適化アルゴリズムを導出し、その有効性を示した。また、ふく射と熱伝導が連成した伝熱問題について、デカルト座標系において任意の固体形状を考慮した統一的ソルバーを開発し、これに随伴解析コードを組み合わせることで、連成問題における形状最適化を行うためのアルゴリズムの導出、コード開発、そして検証までを完了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は、熱伝導と対流熱伝達までを考慮した最適化アルゴリズムを開発予定であったが、それらに加えて、ふく射までを考慮した形状最適化アルゴリズムが完成しているため、当初予定していたもの以上の成果が得られていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、開発したコードの更なる検証を進めるとともに、現実の太陽熱レシーバーと同様の運転条件において、固体内熱伝導、流体領域における対流熱伝達、ふく射伝熱の連成を考慮した上で、多孔質形状の最適化を実施する。また、ふく射伝熱の制御においては、形状のみならず射出率の空間分布を最適化することによって性能向上が期待できる。そこで、与えられた形状における射出率の空間分布の最適化のためのアルゴリズムの開発とその検証も進める。
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| Causes of Carryover |
2023年度は研究の進捗が予想以上に良かったために、当初2024年度実施予定のアルゴリズム開発を前倒しで実施したことにより、予定していた学会での発表を見送ったため予算に余りが生じた。すでに十分な成果が得られているため、次年度に学会参加することで残額を消費する予定である。
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