熱エネルギー工学研究室

About研究室について

熱の流れを読み解き、新しい冷却技術を目指す。

熱エネルギー工学研究室は、熱交換器や熱輸送デバイスの高性能化を目指し、実験と数値流体力学（CFD）解析に取り組んでいます。
対象は、身近な空調機器から電子機器やバッテリーの冷却まで、熱を効率よく移動・制御することが課題になる機器です。
実験による現象の観察や計測と、CFDによるシミュレーションを通して、熱流動現象の理解と新しい冷却・熱輸送技術の開発を目指しています。

Research研究テーマ

熱エネルギーの輸送・変換を主な対象に、伝熱工学をベースとして、実験と数値流体力学シミュレーション（CFD）で現象の解明に取り組んでいます。ヒートポンプ・冷凍空調機器の高性能熱交換器や、ヒートパイプなどの高性能冷却デバイスへの応用を目指しています。

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気液二相流と相変化の数値解析↗

気液界面の変形や分裂を伴う気液二相流や、凝縮を中心とした相変化現象を高精度に再現するCFDモデルの構築に取り組んでいます。他研究機関と連携し、計算スキームの検討や相変化・熱流束のモデル化を進め、伝熱機器などの設計に役立てることを目指しています。

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マイクロチャネル内の流れと伝熱↗

内径が1 mm以下のマイクロチャネルで、気液二相流の相分離特性や沸騰熱伝達特性を実験で調べています。圧力や温度の計測に、高速度カメラによる可視化と画像解析を組み合わせて、現象の解明に取り組んでいます。

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熱輸送デバイスの伝熱特性↗

電子機器の発熱密度の増大や、バッテリーと太陽光パネルの不均一な温度分布、排熱の有効利用のため、熱を効率よく輸送・拡散できるデバイスが求められています。自励振動ヒートパイプやベイパーチャンバーに着目し、性能向上と特性解明を目指しています。

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複雑な流路をもつ熱交換器の伝熱↗

波型の平板を使うシェブロン型プレート式熱交換器や、TPMS（Triply Periodic Minimal Surface）構造の熱交換器では、流体が繰り返し分岐・合流して流れが複雑になります。他研究機関と連携し、実験結果を再現するCFDモデルを作って、機構の解明と特性予測手法の確立に取り組んでいます。

Voices先輩の声

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