ナノ微細構造を持つ固体表面における伝熱機構の究明

纳米结构固体表面传热机理研究

• 批准号: 16760167
• 负责人: 長山 暁子
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology (2005)Tokuyama College of Technology (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760167/
• 关键词: ナノ微細構造; 分子動力学シミュレーション; 固液界面; 界面濡れ性; 界面エネルギー; 親水性界面; 疎水性界面; 接触角; ナノ構造; 濡れ性; 接触角度; 伝熱促進; 分子境界条件; 流動抵抗

ナノテクノロジーと熱工学の融合分野において,ナノ微細構造が壁面付近での伝熱促進技術の鍵として非常に注目され,多孔質体のナノ構造物が熱伝達率を著しく向上させた実験結果が報告されている.しかし,ナノ微細構造が界面近傍の熱伝導層のエネルギー伝達を変化させる可能性があるとしても,流動抵抗と熱抵抗の両方を同時に抑えることは従来の概念からは考えにくいという疑問が残こる.本研究では,分子動力学法を用いてナノ微細構造による伝熱促進効果のメカニズムを解明することを目的とし,ナノ微細構造を持つ固体壁面を対象とし,界面濡れ性はどのような表面微細構造によって変化するのか,またどのような表面微細構造が抵抗低減及び熱伝達率向上に有効なのかについて調べた.疎水性界面においては流動抵抗が低減され熱抵抗が大きいが,親水性界面では固液ポテンシャル場による数分子層の界面吸着が生じ,熱抵抗が小さくて流動抵抗は大きいことより,固体表面における液体分子の濡れ挙動がナノ構造表面の伝熱の主役と考えられる.その特徴として界面濡れ性(界面近傍のポテンシャル場)がナノ構造の寸法や形状などによって変化し,熱伝達率に影響を及ぼしていることを検証した.また,液滴の接触角は,ナノ微細構造のサイズや形状等によって変化することを確認し,界面における微細構造を制御することによって撥水性を向上できることが分かった.さらに,液滴の接触角度について,従来の理論的記述法との整合性を検討し,界面の分子挙動を考慮した新たな記述法を提案した.

In recent years, the integration of engineering and learning is very important, and the surface of the wall is closely related to the improvement of technology. The rate of improvement of porous materials is closely related to the results of the results. On the other hand, the interface is close to the information system, and the interface is close to the information system. The possibility of the system is improved, and the flow of resistance is affected. At the same time, it is necessary to suppress the concept. In this study, the molecular dynamics method was used to improve the effect of microfabrication on the surface of the solid wall. There is a slight increase in the rate of resistance to low temperature and low temperature on the surface. The water-based interface is sensitive to flow resistance, low temperature, low temperature, high temperature, low temperature, high temperature, low temperature, low temperature, high temperature, low temperature, low temperature, high temperature, low temperature In this paper, the characteristics of the interface (the interface is close to the interface) is used to create the shape of the shape, the temperature, the rate and the temperature of the interface. The contact angle of the droplet, the contact angle, the contact angle and the shape of the droplet. The contact angle of the droplet is very sensitive, the description of the theory is integrated, and the interface molecular motion test is a new method of recording.

项目成果

ナノ微細構造界面における濡れ挙動の分子動力学シミュレーション

纳米结构界面润湿行为的分子动力学模拟

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第42回日本伝熱シンポジウム講演論文集 III
• 作者: 長山暁子;杉山誠;鶴田隆治
• 通讯作者: 鶴田隆治

Effects of Nana-Sized Structures on Surface Wettability

纳米尺寸结构对表面润湿性的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the Fourth International Conference on Computational Heat and Mass Transfer
• 作者: Gyoko Nagayama;Takaharu Tsuruta;Seiichi Sugiyama
• 通讯作者: Seiichi Sugiyama