Measurement of local heat transfer and estimation of near wall adection velocity by multi-points thin film temperature sensor

多点薄膜温度传感器局部传热测量及近壁平流速度估算

基本信息

  • 批准号:
    20K04316
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では,乱れを伴う流動伝熱場における瞬時局所熱流束を多点薄膜センサで計測し,壁面近傍の移流速度を熱流束信号から抽出する技術を開発し,導出される移流速度の物理的意味と熱伝達の関係を明らかにする。この技術は,エネルギー機器内における流動・熱伝達特性を壁面側からプローブ型センサで計測可能とし,流動・熱伝達特性の理解の深化と伝熱促進や抑制技術に資する情報を提供するものである。コロナ禍で計画通りに研究遂行ができていないが,今年度は,シリコン基板上に隣接4点センサをMEMS技術で製作し,熱流束を正しく計測するために必要なセンサ特性値の決定方法と隣接4点熱流束からの移流速度推定法の改善を行った。表面温度と基板内部の温度計測データから非定常熱伝導解析で壁面熱流束を算出する際に,直流から数kHzまでの高周波数領域で正しく熱流束を計測するためには,薄膜センサ部特有の熱抵抗,基板内部の測温センサ周りの熱抵抗と遅れ時間を決定する必要がある。薄膜部の熱抵抗を自己発熱較正で決定し,内部測温点の熱抵抗と遅れの時定数をセンサ表面への加熱噴流による既知熱流束の付与と0.1~10Hz程度の低周波数光加熱に対する応答から決定する方法を開発した。移流速度推定では,隣接4点センサを高温空気流にさらし,隣接4点熱流束計測を行い,熱流束の変動成分の相互相関解析より,6組の遅れ時間を求め,4組の壁面平行な移流速度ベクトルを算出し,4ベクトルの一貫性から不適切な結果を排除することで,移流推定の精度が改善されることを確認した。
In this paper, we develop a technique to measure the transient local heat flux and multi-point thin film in the turbulent flow field, extract the heat flux signal near the wall, and derive the physical meaning of the flow velocity and the relationship between heat flux and heat flux. This technology provides information on flow and heat transfer characteristics, wall-side measurement possibilities, flow and heat transfer characteristics, heat transfer promotion, and suppression techniques within a machine. This year, the method for determining the flow characteristics of adjacent 4-point heat flux on a MEMS substrate is proposed. When the surface temperature is measured inside the substrate, the unsteady thermal conductivity is analyzed, and the wall surface heat flux is calculated, the positive heat flux is measured in the high frequency range from several kHz to several kHz, and the thermal resistance unique to the thin film portion is determined. The thermal resistance of the film portion is determined by the heat transfer ratio. The thermal resistance of the internal temperature measurement point is determined by the time of heating the surface jet. The method of determining the heat transfer ratio of the known heat flow beam with the low frequency light heating of 0.1~10Hz is developed. Flow velocity estimation is carried out in the vicinity of 4 points in the high temperature air flow, 4 points in the vicinity of 4 points in the measurement of heat flow beam, correlation analysis of dynamic components of heat flow beam, calculation of 6 sets of time, calculation of 4 sets of wall parallel flow velocity, elimination of 4 sets of consistency, and confirmation of improvement of accuracy of flow estimation.

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
渦輪衝突時の壁面近傍流速と瞬時熱流束の関係
涡环碰撞过程中近壁流速与瞬时热通量的关系
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    伊藤皓輝;羽場修;桃井優一;山口泰尚,中別府修
  • 通讯作者:
    山口泰尚,中別府修
隣接4点壁面熱流束を用いた壁面近傍移流速度の推定
使用四个相邻点的壁热通量估计壁附近的平流速度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    相原 慎太郎;高田 尚樹;高木 知弘;清水 秀;中原 真也;岸浦 謙介;阿部 文明;山口泰尚,中別府修
  • 通讯作者:
    山口泰尚,中別府修
隣接4点熱流束センサによる強制対流熱流束計測
使用四个相邻热通量传感器进行强制对流热通量测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yang Liu;Hiroshi Nakai;Yuichi Mitsutake;Masanori Monde;鋤柄文也 ,長洞舜樹,中別府修,鎌田慎
  • 通讯作者:
    鋤柄文也 ,長洞舜樹,中別府修,鎌田慎
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

中別府 修其他文献

不凍化タンパク質が氷-溶液界面に及ぼす影響に関する実験的研究
抗冻蛋白对冰液界面影响的实验研究

中別府 修的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('中別府 修', 18)}}的其他基金

Development of MEMS heat flux and ion current sensor for measuring flame wall interaction
开发用于测量火焰壁相互作用的 MEMS 热通量和离子电流传感器
  • 批准号:
    23K03699
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
MEMS熱センサによる細胞の代謝モニタリング
使用 MEMS 热传感器监测细胞代谢
  • 批准号:
    18651055
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
気泡ポンプを内蔵したマイクロヒートパイプの開発
内置气泡泵的微型热管的研制
  • 批准号:
    15760128
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
高密度発熱体の自律冷却を行う蒸気泡駆動型マイクロチャンネル除熱システム
蒸汽泡驱动的微通道排热系统,用于高密度加热元件的自主冷却
  • 批准号:
    13750167
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
結晶成長における非平衡性・異方性とメゾスケール形態予測シミュレーション
晶体生长中的非平衡/各向异性和介观形貌预测模拟
  • 批准号:
    11750156
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
ウェーブレット解析による非定常非線形応答の熱流体場多変量同時計測への応用
小波分析非定常非线性响应在热流体场多元同时测量中的应用
  • 批准号:
    09750214
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
液相成長する氷晶のナノ・マイクロスケール構造の解明
阐明液相中生长的冰晶的纳米/微米结构
  • 批准号:
    08750225
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
ヒートポンプ熱交換器の着霜回避にむけたスラッシュ相の流動・伝熱特性の解明
阐明泥浆相的流动和传热特性,以避免热泵热交换器中结霜
  • 批准号:
    07750222
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
微小温度・熱物性値測定による温度・濃度場の可視化
通过测量微小温度和热物理特性实现温度和浓度场的可视化
  • 批准号:
    06750200
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
生体細胞のミクロ凍結機構の解明
阐明活细胞的微冷冻机制
  • 批准号:
    05750186
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似国自然基金

基于MEMS/4D打印水凝胶异质集成的感染创面智能感知-动态修复系统研发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
高可靠高精度超薄柔性硅基MEMS智能压力传感器技术研究
  • 批准号:
    Z25A020018
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于硅基集成MEMS变压器与自适应电路协同设计的隔离电源芯片研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于ScAlN薄膜的高灵敏度压电MEMS超声 相控阵研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
面向复杂应用场景的MEMS传感器及智能处理芯片模组研发及应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于概率化失效准则的多晶MEMS/NEMS结构断裂可靠度研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500559
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于深度学习的声子晶体增强MEMS振荡器结构拓扑优化研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于飞秒激光的典型MEMS器件热弹性阻尼效应原位监测及机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
光谱-偏振一体化MEMS芯片设计制造及其融合成像方法研究
  • 批准号:
    52405631
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
随钻MEMS陀螺定向测斜仪动态航向测量关键技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

圧電/磁性体薄膜の融合による広帯域MEMS振動発電素子
压电/磁性薄膜融合宽带MEMS振动发电装置
  • 批准号:
    23K20252
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
2+1マスMEMS共振子による新たなモード制御法の研究と高性能センサーへの適用
2+1质量MEMS谐振器新型模式控制方法研究及其在高性能传感器中的应用
  • 批准号:
    23K23192
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
高速MEMSシャッターの創製とそれを用いた量子干渉効果の長期安定性の向上
高速MEMS快门的创建以及利用它提高量子干涉效应的长期稳定性
  • 批准号:
    24K07615
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
MEMS-metasurface Based Tunable Optical Vortex Lasers for smart free-space communication
用于智能自由空间通信的基于 MEMS 超表面的可调谐光学涡旋激光器
  • 批准号:
    EP/X034542/2
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Research Grant
Spatial light modulator by MEMS reconfigurable metamaterial for Terahertz wave
太赫兹波MEMS可重构超材料空间光调制器
  • 批准号:
    23K20256
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
ダブルレセプターを反応場とする超高感度・高選択性MEMSガスセンサシステムの創出
使用双受体作为反应场创建超灵敏、高选择性 MEMS 气体传感器系统
  • 批准号:
    23K26383
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
中赤外分光イメージングのためのMEMS可動フィルタアレイを用いた熱型受光デバイス
使用MEMS可移动滤光片阵列进行中红外光谱成像的热光电探测器装置
  • 批准号:
    24K17595
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
共振の自己最適化機能により充電を継続可能なMEMS振動発電
MEMS振动发电,可连续充电,具有共振自优化功能
  • 批准号:
    24K00947
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
SBIR Phase I: Micro-Electromechanical Systems (MEMS)-Based Near-Zero Power Infrared Sensors for Proximity Detection
SBIR 第一阶段:基于微机电系统 (MEMS) 的近零功耗红外传感器,用于接近检测
  • 批准号:
    2304549
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
切り紙・折り紙構造とMEMS技術を用いたLIG六軸触覚センサの創成
利用剪纸/折纸结构和MEMS技术创建LIG六轴触觉传感器
  • 批准号:
    24KJ1949
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了