気液相分離や相変化に関する数値流体力学解析
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ため，数値流体力学シミュレーション（CFD）モデルの構築に取り組んでいます．これらのモデルを用いることで，気相と液相が混在する化学プロセスや，沸騰や凝縮を伴う伝熱機器の設計に役立てることを目指しています．本研究では，他研究機関と連携しながら，計算スキームの検討による計算精度向上や，相変化・熱流束現象のモデル化を進めています．
Thermal Energy Engineering Lab
Research topics
本研究室では，熱エネルギーの輸送・変換に関する研究を主に行います．伝熱工学をベースとして，主に，実験と数値流体力学シミュレーション（CFD）によって現象解明に取り組み，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等の高性能冷却デバイスへの応用を目指しています．
マイクロチャネル内の流動および相変化伝熱に関する研究
内径が1 mm以下のマイクロチャネルを対象として，気液二相流の相分離特性や沸騰熱伝達特性に関する実験的研究を行っています．近年，冷凍空調分野をはじめとして，熱交換器の小型化・高性能化が進められており，マイクロチャネルにおける流動・伝熱現象の理解がますます重要になっています．本研究では，圧力や温度等の計測に加え，高速度カメラによる可視化観察と画像解析を組み合わせることで，現象の解明に取り組んでいます．
熱輸送デバイスの伝熱特性に関する研究
近年，電子機器の小型化に伴う発熱密度の増大や，バッテリーや太陽光パネルで生じる不均一な温度分布，さらに排熱の有効利用の必要性が顕在化しています．そのため，効率的に熱を輸送・拡散できるデバイスが，様々な分野で求められています．本研究室では，自励振動ヒートパイプやベイパーチャンバーに着目し，その性能向上や特性解明を目指しています．
複雑な流路構造を有する熱交換器の伝熱特性の解明
波型の平板を用いたシェブロン型プレート式熱交換器や，近年注目を集めているTPMS（Triply Periodic Minimal Surface）構造を有する熱交換器では，流体が繰り返し分岐・合流するため，内部の流動および伝熱特性は非常に複雑になります．本研究室では，これらの熱交換器を対象に，他研究機関と連携して，実験で得られた流動・伝熱特性を再現するCFDモデルを構築し，その機構の解明と汎用的な特性予測手法の確立に取り組んでいます．
その他，産学連携に関する研究
国内外の大学や，企業（電力会社，空調機器メーカーなど）との共同研究を実施しています．
熱流動・伝熱現象の解析，熱交換器や熱輸送デバイスの高性能化などに関する共同研究のご相談を受け付けています．共同研究や技術相談をご希望の方は，下記リンク先よりお問い合わせください．