自励振動型マイクロヒートパイプにおける温度と圧力の可視化画像計測

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自励振動型マイクロヒートパイプにおける,蒸発・凝縮による自励振動メカニズムと熱輸送メカニズムの解明,さらにヒートパイプの性能向上を行うためには,マイクロスケールにおける温度場と圧力場の時空間変化を考察することが必要不可欠である.そこで本研究では,マイクロ流路内の熱流動現象に対する画像計測手法の確立のため,2波長の蛍光画像から割り算画像を算出する2色蛍光法を提案し,スカラー分布計測(温度分布およびpH計測)において妥当性の検討を行った。その結果,キャリブレーションが簡易化されているにも拘わらず,高空間分解能および高感度な計測法を確立することが可能となった。圧力場計測としては,2種類の感温・感圧染料の混合を利用した温度と圧力の分離同時画像計測手法の確立に着手し,非温度依存性としての感圧塗料を開発し高精度な温度と圧力の同時計測が可能となった.更に,自励振動型ヒートパイプの振動メカニズムの解明に対して,ミリスケールのガラス蛇行管およびマイクロスケールの銅細管を用いて熱輸送量・振動様相・温度変動・圧力変動などの観点から実験的に解明を行った.その結果,内部圧力および封入率の状態に応じて様々な振動様相が現れることが分かり,それぞれの振動メカニズムが異なる可能性が示唆された.更に,内部温度変動の周波数には共鳴現象が発生している可能性があるだけでなく,カオス的な温度変動が介在していることも判明した.