World carbon dioxide emission would be doubled in 2,030, if the governments might continue today’s energy and environment policies, according to World Energy Outlook 2007 by International Energy Agency. When we look at the year of 2,100, it would be desirable to realize the ultimate low carbon society for sustainable earth. Very long energy technology provision was studied along with possible solutions for energy and environment dilemma. The role of nuclear energy is inevitable and the next generation light water development program is introduced.

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FLWRの燃料集合体は燃料棒間隙幅を1mm程度と稠密にする設計となっており、開発当初よりそこでの熱流動特性が主要課題として取り上げられてきた。稠密炉心の熱流動特性については、小規模体系（7本バンドル）での先行研究を経て、流路壁の影響、燃料棒間隙や燃料棒曲がりの除熱性能への影響についてのデータ取得、ならびに稠密炉心での限界出力予測手法等設計手法の確立を目標として、37本バンドル試験体を用いた大型熱特性試験を実施してきた。また、従来は実機形状を模擬した実物大の集合体により設計に必要な技術的知見を得てきたが、FLWRでは217本とバンドル規模が大きく、経済的な理由からもスケールダウンしたバンドル試験と解析的な評価とを組み合わせることで設計に取り組むこととした。本報告ではFLWRの炉心熱特性評価技術開発の現状と今後の課題を紹介する。

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日本原子力研究開発機構では、国家基盤技術に認定されたナトリウム冷却高速炉の実用化プロジェクトを実施している。実用化に向けては、安全性を十分確保した上で他の発電システムと競合し得る高い経済性を達成することが不可欠である。この目標達成のため、現在進めている設計研究においては、原子炉容器のコンパクト化や大口径配管利用による熱輸送ループ数の削減、完全自然循環崩壊熱除去システムなど革新的技術の採用が検討されている。本報告では、これらの設計成立性確保において課題となる熱流動現象と、その解決に向けた研究の現状を紹介する。

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鉛合金冷却高速炉の熱流動研究は、主に設計概念の構築と安全性の評価のために、鉛ビスマスの自然循環特性、蒸気発生器伝熱管破断時の鉛ビスマス中への水・蒸気漏洩、蒸気リフトポンプ方式の原子炉における鉛ビスマスと水の直接接触沸騰伝熱・二相流特性について行われている。これらの研究では、鉛合金が重金属であることに特徴がある。本報告では、それらの研究の現状と今後の展望について述べる。

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現在、世界の10カ国1機関により構成される第四世代原子力システム国際フォーラム（GIF）において、次世代の原子力システムに関する国際共同研究が進められている。そこでは、6つのシステムが採択されているが、そのうちの一つである超高温ガス炉（VHTR）に関して、VHTRの技術開発に係る計算手法検証、燃料、材料、水素製造、等の研究プロジェクトが検討されている。ここでは、VHTRの技術開発に関し、特に熱流動の課題に焦点を絞って、日本及び世界で進められている研究の現状を報告する。

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核融合炉のブランケットやダイバータなど炉内機器は、炉心プラズマからの熱や粒子負荷を除去して炉の健全性を保たねばならない。特に昨年10月、日本を含む参加7極の承認を得て発足したITER機構が建設を進めている国際熱核融合実験炉(ITER)のブランケットは最大0.5MW/m2、ダイバータは最大20MW/m2の表面熱負荷を除去しなくてはならない。ここではITERおよび将来の核融合発電実証炉（DEMO炉）の炉内機器開発研究について伝熱流動の観点から現状を報告する。

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ヒートパイプなど熱流体デバイスの宇宙機熱制御への適用に関する、ＪＡＸＡ のこれまでの技術開発の成果、及びループヒートパイプ、自励振動型ヒート パイプの開発など現状の研究開発の状況を紹介する。その中で、世界と我が国 の技術レベル差の実態を確認し、我が国が今後この分野で世界に肩を並べ、 或いは先端としての立場を築いていくために進むべき技術開発の一つの方向性 を示し、その展開のために解決すべき課題を提起する。

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近年、惑星探査や月面着陸などミッションの高度化に伴い、より高性能で複雑な熱制御技術が必要とされている。特に、熱環境が複雑に変動するミッションにおいて、衛星の熱設計を高温側および低温側で同時に満足できるような熱制御技術が重要である。そこで、アメリカをはじめ海外では次世代のスタンダードな熱制御技術として毛細管駆動型二相流体ループ（ループヒートパイプ：LHP）が開発されてきた。本研究では日本の将来の宇宙ミッションを見据え、100W級の小型LHPに着目し、その起動特性ならびに熱輸送特性の評価を行った。

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従来のミニ、マイクロチャネル沸騰伝達に関する研究は、複数の狭隘流路管群から構成されるテストセクションを用いた実験が多く、並列管群の相互影響を強く受ける。そのため、乾き度と熱伝達特性の関連や圧力損失特性など、基本的な現象も未だ未解明な部分が多いのが現状である。我々は、マイクロチャネルの流動沸騰熱伝達機構の詳細な調査を目的として、単一微細管における沸騰流動の直接観測と熱伝達データの直接計測を同時に可能とする、透明伝熱微細管を新たに開発し研究を開始している。本発表ではその透明伝熱微細管を用いた強制対流沸騰実験の結果について報告する。

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ロケット用燃料および酸化剤タンクを対象とした、界面蒸発を含む容器内気液相内の熱流動場の数値解析を実施した。さらに本解析結果の検証のため、エタノールおよび窒素を充填した閉鎖容器内の熱流動場の計測を実施した。 （１）容器内部の気液相それぞれの熱流動場を解き、気液界面を通した物質およびエネルギ移動を考慮したモデルを構築した （２）側壁加熱により、液体内部の温度成層の形成状況、気相における蒸気成分分布の時間変化を得ることができた （３）タンク内部の圧力の時間変化につき、解析結果と実験結果が一致することが示された

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静電浮遊装置を用いて高粘性流体の液滴浮遊を行い，その回転変形挙動に関する実験的研究を行った。粘性係数1～10 [Pa•s] の範囲のグルコースとグリセリンの混合液を試験流体として用い，直径約2 [mm] の浮遊液滴に音圧制御による回転を印加した。その結果，特に回転分裂を起こす際の液滴形状の時間変化に対して，強い粘性依存性が示された。この回転分裂挙動の粘性依存性に注目し，新たな非接触粘性係数の算出方法を検討した結果，粘性係数を見積もることが可能であることが示唆された。

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近年、微小重力環境下における無容器プロセッシングや浮遊技術による非接触物性測定が注目されている。そのためには、浮遊物体の界面変形や内部流動、外部流動の発生条件や流動構造、更にはそれらの相互関係についての実験情報が不可欠である。本研究では、地上実験ならびに航空機による微小重力実験結果において超音波を用いて浮遊させた液滴周りの外部流動をPIVにより評価を行った。更には、外部流動が周囲の浮遊液滴に与える影響についての検討を行った。

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低プラントル数流体における液柱マランゴニ対流に関する実験的研究を行った。作動流体としてプラントル数が約0.009の溶融スズを用いた。溶融スズを上下一対の鉄製ロッドで支持し液柱を形成し、ロッド間に温度差を印加することで対流を誘起した。対流の駆動力である温度差を徐々に大きくし、流れを強くすることで遷移現象を捉えた。下部のロッドに埋め込んだ熱電対により計測し、対流の時空間構造を解析することで現象を定量化した。約110以上のマランゴニ数においてカオス的な流れに遷移することが分かった。

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エネルギー問題や環境問題の観点から、再生可能なエネルギー利用の重要性が高まりつつある。本研究は、超音波ソノケミストリー現象を大豆油のメチルエステル化プロセスに適用し、より高効率な合成の実現を目的とするものである。研究では、超音波合成装置を用いる合成実験、燃料物性値測定実験、エンジン性能実験などを行い、本合成法の妥当性を検証した。

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減圧された管炉内において酸素低温プラズマを発生させると、その炉内では大量に高濃度のオゾンガスが二次的に生成される。本研究はこの減圧炉内でのオゾンガスの発生に注目し、この炉内に液体を導入し、その瞬時気化と氷晶化を利用して、高濃度で氷内にオゾンを含有させる手法を開発したもので、水噴霧系、水滴吸着系、水容器内巻込み系のそれぞれの製法についてオゾン含有量を比較評価した。

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疎液面で蒸発する高分子溶液滴内部の流動を観察したところ，液滴中心部で上昇流が生じた．この流れは既往の研究で報告されたものと異なっていることから，数値解析による検討を行った．解析には，温度ならびに溶質濃度に依存する密度差ならびに表面張力差を考慮した．その結果，蒸発によって液滴表面の溶質濃度が上昇することで表面張力に差が生じるために，接触線方向の流れが誘起され，この流れが液滴中心部の上昇流となることが明らかとなった．

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半導体熱処理プロセスではハロゲンランプ加熱による短時間熱処理が行われており，昇温速度を与えられた条件になるように制御することが重要である．ランプ熱処理装置における100℃/sの急速昇温について，各種の制御方法と昇温速度精度との関係を数値解析と実験により検討し，伝熱モデルに昇温速度で補正する方法が，700℃付近における昇温速度の誤差を0.1℃/s以下にでき優れていることを示した．また，制御誤差に及ぼす，モニター制御時間遅れとモニター温度計測誤差の影響を明らかにした．計測誤差がある場合において昇温速度の誤差に及ぼすモニター周期の影響を検討し，モニター周期が0.2sにて昇温速度の誤差が最小になることを示した．

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内側壁面が回転する環状拡大流路では，貫流，回転，遠心力，流路拡大といった複数の要因が同時に作用し，不安定流れ現象が発生する.本研究ではラグランジュ型ダイナミックモデルを用いたＬＥＳ解析を行い，流路形状（凹型，凸型，二円錐）が流れ場と熱伝達に与える影響について調べた．内側壁面の回転により内壁側，外壁側，上流部，下流部それぞれで異なる渦構造の空間分布が生じ，その渦構造と出口部からの逆流により熱伝達率分布が大きく変化する様子が観察された．

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内壁面が回転する環状拡大流路内の流れは，工業製品内に多く見受けられる．この流れは，流路軸方向の貫流や回転によるせん断力不安定，周方向流線曲率または凹面上での貫流方向流線曲率による遠心力不安定（Taylor，Goertler渦）など，複数の不安定流れが混在する．本研究は，貫流を伴う一定曲率を有する，凸型または凹型の内壁面が回転する環状曲面拡大流路内流れの，二次元画像処理流速計による速度場計測を行った．流路入口部では，はく離渦が生じ，流路下流部では回転せん断力による乱流エネルギーの増加が確認された．

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加熱回転円板上の熱流動現象は回転基板型CVD装置，化学反応器，HDDやディスクブレーキなどに関連して身近にあり重要な問題である．本研究では数値解析や実験などを行い，加熱回転円板からの共存対流熱伝達について調べた．加熱し回転させることで自然対流と回転による強制対流が拮抗する状態が生まれ，熱伝達領域は自然対流支配領域，共存対流領域，強制対流支配領域になるなど複雑なものとなる．このため，主に共存対流場における熱伝達メカニズムについて数値解析および実験を通して明らかにすることを目的としている．

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回転円筒容器内の熱対流現象の数値解析については様々な研究が行われている．本研究では，回転円筒容器における傾圧不安定波の数値解析を，HSMAC法を用いて三次元計算で行なった．これにより，実験では測定困難な温度や速度などといった詳細なデータを得ることができ，その状態を可視化することに成功した．また，種々の無次元パラメータを変化させたときの波数を，文献による過去の実験データと比較したところ，多くの定量的一致を認め，本解析の妥当性を確認することができた．

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近年、原子炉容器のコンパクト化が検討されている。冷却材流速が増加するため、カバーガスを有するコンパクト化された原子炉容器では自由液面からのガス巻き込みが危惧されており、ガス巻き込み発生機構の解明とその発生評価法の精度向上が望まれている。本研究では、自由表面渦に関する基礎的な流動特性を明らかにすることを目的とし、円筒容器内に旋回流および下降流により自由表面渦を発生させることのできる装置を用い、作動流体の温度や流量を変化させた際の渦長さならびに縦・横断面速度場について調べた。

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近年、高精度流量計測手法として超音波パルスドップラー式流速分布計が注目されている。本手法は管路内を流れる流体の流速分布を直接計測できることから、従来の流量計で使用されている流速分布に依存した補正係数が必要ない。一方、超音波反射体からのエコー信号は微弱であるため、超音波入射条件の最適化検討が必要である。配管外側から流体内部に入射する超音波は配管材質や温度条件、超音波入射角度などのパラメーターにより複雑な挙動を示すことが予想される。そこで本手法を高温高圧金属配管に適用した場合の超音波伝播解析を行った。

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超高温ガス炉(VHTR)の第一冷却水平配管破断事故時において密度逆転化、冷却材損失と空気進入事故について、ArとHeを用いて実験を行うとともに、汎用熱流体計算コードであるSTAR-CDを用いて解析を行った。実験、解析ともに重いガス、軽いガスともに下降、上昇の複数のプルームを形成し、最終的に全体一様に混じり合った。解析においてモデルの幅を増加した場合、多くの上昇、下降するプルームが並んで現れた。解析結果より算出した密度逆転置換Ra数は6.17×106～3.01×107の範囲にあった。

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The progression of hypothetical core disruptive accidents in metallic fuel fast breeder reactors is strongly affected by the exclusion of molten metallic fuels from the core region due to the molten fuel-coolant interaction (FCI). As a basic simulation study of FCI, the present paper focuses on the fragmentation of a single molten copper droplet from 1g to 5g, which penetrated a sodium pool at instantaneous contact interface temperatures Ti from 995oC to 1342oC. Intensive fragmentation of single molten copper droplet was clearly observed in all runs even if Tis are below the melting point (1083oC) of copper except low Tis. In the low Tis condition the mass median diameters Dm of droplet fragments both the same and different mass scatter widely. When Tis are somewhat below and above the melting point, the Dms of copper droplet with the different mass of 5 times or the same mass differ very little, nearly the same. The present Dms show somewhat larger distribution than the Dms of molten copper jets with large mass in the low superheating condition, which were previously reported by the authors. The correlation between molten metal droplets and jets found in the present study is very useful to conservatively predict the fragment size in the FCI of molten jets.

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垂直管上昇気泡流の二相流動パラメータ（管断面ボイド率分布、界面積濃度、ザウター平均気泡径、気泡個数密度）の管軸方向発達特性をステレオ画像処理法により計測した。微小重力下においても壁面摩擦圧力損失勾配により気液の相間相対速度差とそれによる気泡の壁面方向への揚力が形成すること、また管軸方向の顕著な気泡の合一が確認された。既存のウェークエントレイメントモデルを基盤とした界面積濃度輸送方程式の重力項に、壁面摩擦圧力損失勾配による擬似重力を加えた新しい式を作成し、通常重力下と微小重力下の界面積濃度の測定結果と比較した結果、両者は良い一致を示した。

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塩の析出および粒子懸濁が膜沸騰蒸気膜の崩壊挙動に及ぼす影響を明らかにするため、水溶液中に直径30mmの高温固体ステンレス球を浸漬させる蒸気膜崩壊実験を実施した。固体球表面温度の計測ならびに膜沸騰蒸気膜挙動の可視観測を実施した。各沸騰様相における固液接触による固体球と水の接触を検出するために、水溶液と固体球に電極を挿入し、固体球と水溶液の間を流れる電流を計測した。塩の析出の影響については、あらかじめ塩を析出させた固体球を用いた蒸気膜崩壊実験により評価し、粒子懸濁の影響については、懸濁水溶液を用いた蒸気膜崩壊実験により評価した。

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本研究では、軽水炉事故時の燃料健全性評価の目安になっている燃料被覆管最高温度に大きな影響を及ぼす再冠水過程における伝熱性能について、放射線誘起表面活性（ＲＩＳＡ）の効果による表面の濡れ性及び再冠水過程の熱伝達への影響を調べた。また、ＲＩＳＡのメカニズム解明のため、照射雰囲気のＲＩＳＡ効果への影響を調べた。その結果、γ線照射後は、ロッド表面の濡れ性が著しく向上し、リウェット開始時期が早まり、遷移沸領域において熱伝達の向上が認められた。また、真空及び窒素照射雰囲気ではRISＡ効果は生じず、空気及び酸素照射雰囲気ではRISAが生じた。これによってRISA効果を引き起こす要因に関する情報が得られた。

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原子炉ではスペーサによる伝熱，流動特性に対する影響，特に限界熱流束に与える影響の評価が重要である．特に近年検討が行われている革新的水冷却炉においては高転換比を達成するために燃料集合体の稠密度を高めることが考えられており，スペーサーがこれらの特性に与える影響は現行の軽水炉よりも大きくなるものと考えられている． 　本研究では，水の垂直上昇沸騰ループを用い，加熱管の中にスペーサーを模擬した障害物を取り付けた系で限界熱流束の測定をったので，この結果について報告する．

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内径12mm、加熱長1,630mmの鉛直円管内における強制対流沸騰で、入口質量流束を正弦波状に時間変化させ、ドライアウト熱流束および液膜厚さに及ぼす影響を実験的に調べた。入口質量流束の振動振幅および振動周期の増加に伴い、液膜厚さの変動幅は増加し、ドライアウト熱流束は低下する傾向が認められた。振動周期が短いとき、液膜厚さの時間変動および定常時と比較した場合のドライアウト熱流束の低下が相対的に顕著でなかったことから、環状流中の液膜分布が軸方向に平坦化されているものと考えられる。

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気体－液体（圧縮性－非圧縮性）の統一解法であるCUP法と、高精度補間法CIVA法に基づく混相流解析コードCRIMSONを開発し、そのコードに温度回復法を導入することにより沸騰現象の直接的な数値解析手法を実現した。本論文では、その手法を用いて、沸騰現象の検証解析を実施し、過去の文献との比較検討を行った。定性的な流体挙動は過去の文献と等価な結果が得られ、本手法の妥当性が確認できた。

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ガスタービンや燃焼器ライナパネルなどに用いられるピンフィン冷却法は，ピン型のフィンを流路に設置して渦を発生させることで伝熱を促進する技術である．本研究ではその性能向上を目的として，ナフタレン昇華法によりピンフィン冷却の時間平均熱伝達特性を確認し，またタービュレンスプロモーターを取り付けてその伝熱促進効果を調べた．その結果，リブを付設した流路底面においては，リブが無い場合に比べて伝熱促進領域が一様化し，より均一な伝熱促進効果が得られることが分かった．

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本研究では電子機器の一時的な過度発熱に対する対策として，パラフィンワックスの融解潜熱を温度制御に利用する方法を検証した．電子部品を実装した基板の裏に相変化材を封入したヒートシンクを装着し，過渡的な温度上昇を測定し融解過程を観察した．またCFDと熱回路網法を融合した熱設計法の提案の一環として，相変化現象を伴う電子機器の熱解析に，熱回路網法が適用できるかを検討した．その結果，熱回路網法が相変化現象の温度予測に有効であることを確認した．

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　本研究は、通気層付き外断熱建築構造物の熱的制御に関する研究を行ったものである。その結果、外断熱工法においては、通気層への強制的な通風及び遮熱塗料塗布により外断熱構造物の室内温度をコントロール可能なことを確認した。これにより、日射が強くなる夏季において、通気層を有する外断熱工法では、さらなる除熱機構としての利用が可能であると言える。ただし、夜間に外気温が高い場合は室内への熱輸送が行われないように通気層を遮断し、昼間には無条件的に通気層を解放する必要もある。

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近年深刻化してきたヒートアイランド現象により、都市域の温熱環境が悪化の一途をたどっている。このような問題を解決するために、街路における植物の役割が見直されているが、このような植物の気候緩和対策の定量的な予測の１つとして、植物に吸収されたエネルギーがどのように割り振られているのかという熱収支を把握する必要がある。これまでに、森林など大規模な樹木帯の熱収支に関する研究や壁面緑化用植物や芝生などの基礎的なデータが整備されつつあるが、それらと比較して植物単体の熱収支に関する研究は少ない。そこで、ガーデニング用植物としてハイビスカス、街路樹として広く用いられているクスノキを対象として、植物単体の熱収支の実測を試みた。

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　壁面の1つが波面であるチャネル内部で発達する乱流を対象として，時系列PIV計測を行った。チャネル高さの半分を代表長さとするレイノルズ数を550から3300まで変化させた。いずれのレイノルズ数でも流れのはく離が発生し，波面の谷部に循環流領域が形成される。循環流領域から主流部へ，不規則に低速流体が放出され，はく離せん断層が揺動する様子を明らかにした。乱れ強さとレイノルズ応力の2次元分布を算出し，レイノルズ数による乱流構造の変化について調査した。

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底面が発泡セラミック多孔体でできた発達した二次元チャネル流れの乱流境界層をＰＩＶにより詳細に計測し，多孔体面近傍における平均速度やレイノルズ応力分布のレイノルズ数依存性を議論した．

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水を作動流体とした場合の自然対流乱流境界層については，乱流統計量の信頼できるデータが極めて少ないのが現状である．そこで，この鉛直平板自然対流乱流境界層について，伝熱面温度一定条件で計測精度の向上を目指し，8点同時測定プローブとPIVを用いて乱流諸量の計測を行った．速度場と温度場について，取得したデータを基に，POD解析を行い，その基本的乱流特性を抽出するとともに，乱流熱輸送の機構にも検討を加えた．

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複雑形状を有するマイクロチャネル内流れをデジタルホログラフィックPTVを用いて計測し、Immersed Boundary法を用いた3次元数値解析と定量的な比較を行った。計測した3次元マイクロ流れは、Ｙ字管と縮流管を対象とし、流れの合流部や縮流後の渦を3次元的に捉えることを可能とした。これらの現象は、3次元数値計算とも定量的な一致を得た。

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本研究では，電場を利用したマイクロ流路内の流体駆動制御を目的に，マイクロPIVによる電気浸透流速度場および電場の計測を行った．PIV測定では，追跡粒子として用いた2種類の電気的に表面性状の異なる粒子の速度データから，電気浸透流速度と粒子の電気泳動速度，ならびに，電場分布を算定する新たな手法を提案した．これを異なる壁面電気特性を持つ流路およびU字型流路などの複雑形状を有する流路にそれぞれ応用することで，本手法の有効性を検討した．

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数値シミュレーションによる乱流熱伝達の解析が広く行われるようになり，回転，曲り，剥離，再付着等，様々な流体因子が同時に作用する熱伝達シミュレーションも可能となってきた．したがって，これら複雑な流体因子の素過程をDNSにより精査し，乱流熱伝達における十分な知見を得ることが重要である．本研究では，回転と曲りが同時に作用する矩形断面管内の乱流熱伝達の直接数値シミュレーションを行い，その乱流伝熱構造の詳細についての理解を得ることを目的としている．

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フラクタル格子はフラクタル的な形状を持つ乱流格子であり、等方性乱流の生成に広く用いられる乱流格子よりも強い乱れを生成できることが、風洞実験により報告されている。本研究では、モデルを一切用いず支配方程式から直接数値解を計算する、直接数値計算を用いて、フラクタル格子乱流の乱流特性・乱流熱輸送に関する計算を行い、考察を行う。

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表面張力の温度依存性から生じるマランゴニ対流において、二相界面の動変形をも考慮できる数値解析はあまり行われていない。界面を扱いやすくするために、本来面積力である界面接線力を、CSFモデル理論を拡張し体積力として運動方程式に組み込むモデルを導入した。二次元流れを取り扱い、従来法である面積力と今回実施する体積力との比較を、温度場、速度場、界面での温度変化、およびNu数に対して行い、定量的に一致する結果を得た。本二相系解析にはカラー関数を導入し、アルゴリズムはHSMAC法を適用した。

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J-PARC施設における核破砕中性子源ターゲットにおいて水銀のキャビテーションが問題となっている。このキャビテーションにおける材料損傷（エロージョン）は流れ場の影響により軽減されることが知られている。ここでは、そのメカニズムをCRIMSONコードを用いて、数値的に解明した。

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近年開発された液体ヘリウムを必要としない超伝導磁石が発生する強磁場下では、これまで磁場とは無関係と考えられてきた物質にも磁場の効果を見出すことができる。本研究では、熱ＣＶＤ反応器内の自然対流、強制対流、そして磁気熱対流が共存する対流熱伝達に関する研究の第一歩として、加熱密閉円筒容器内における常磁性ガスの自然対流に対する強磁場の効果を三次元シミュレーションによって検討した。

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不純物気体によるナノ触媒失活を抑えたCVD装置を設計・制作し，エタノールを炭素源ガスとして垂直配向単層カーボンナノチューブ(VA-SWNTs)膜を合成し，CVD中の膜厚のレーザー吸収によるその場観察から合成機構についての検討を行った．また，得られたVA-SWNTsを色素増感型太陽電池電極のプラチナに換えて用いて太陽電池を試作し，性能評価を行った．

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単層カーボンナノチューブは直径と巻き方によって金属や半導体になるなどの電気的特性より，様々な電子デバイスへの応用が期待されている．これらの応用に向けては，合成後の金属・半導体単層カーボンナノチューブの分離技術が鍵となる．本研究では，金属と半導体単層カーボンナノチューブの選択的分離技術である誘電泳動法の実験及び解析的研究を行った．まず，実験において分離を再現し，周波数依存性を検証した．次に，簡単なモデル計算を用いてカーボンナノチューブ分散液中の電場，温度場，流れ場の現象に与える影響を解析した．

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単層カーボンナノチューブは高い熱伝導率を有することが予測されている一方，報告されている値には大きなばらつきがある．多くの数値解析が報告される中で，実験による計測例は限られている．特に，垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を用いた熱伝導率測定に関しては，過去ほとんど実験による計測例がない．そこで，本研究では３ω法を用いて，垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の熱伝導率を測定する．さらに，測定結果より，ナノチューブ膜の構造に由来する性質及び測定における諸問題について検討する．

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シリコン量子ドットを合成しながらその表面をCHi基で修飾する反応を，連続的かつone-stepで実現できるマイクロプラズマ反応器を開発した。表面修飾により量子ドットの化学的安定性は飛躍的に向上し，粒子サイズに対応した青色発光（450 nm）を安定に実現できる。

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超撥水性や大きな熱伝導率を有する垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を伝熱面とした相変化現象の検討にむけて、銅ブロックに接着した垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を高温加熱表面に利用し、液滴を高温加熱面上に衝突させた。　高速度ビデオカメラにより液滴の挙動を観察し、同時に伝熱特性について測定することで、従来の銅表面とSWNTｓ膜表面とを比較し、検討した。

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