2026/03/07 更新

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ナカベップ オサム
中別府 修
NAKABEPPU OSAMU
所属
学部 理工学部 専任教授
職名
専任教授
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学位

  • 博士(工学) ( 東京工業大学 )

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 熱工学

学歴

  • 東京工業大学   総合理工学研究科   エネルギー科学専攻

    - 1990年3月

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    国・地域: 日本国

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  • 東京工業大学   工学部   機械物理工学科

    1984年4月 - 1988年3月

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    国・地域: 日本国

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経歴

  • 明治大学 理工学部 機械工学科 専任教授

    2007年4月

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  • 明治大学 理工学部 機械工学科 専任助教授

    2006年4月 - 2007年3月

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  • 東京工業大学大学院 理工学研究科 専任助教授

    2001年4月 - 2006年3月

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  • 東京工業大学 工学部 専任助教授

    2000年2月 - 2001年3月

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  • 東京工業大学 工学部 専任助手

    1998年4月 - 2000年1月

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  • 東京大学大学院 工学系研究科 専任助手

    1996年10月 - 1998年3月

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  • 米国カリフォルニア大サンタバーバラ校 機械環境学科 客員研究員

    1993年5月 - 1994年3月

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  • 東京工業大学 工学部 専任助手

    1990年4月 - 1996年10月

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所属学協会

論文

  • Attempt of estimating flow characteristics from wall heat fluxes measured using a three-point micro-electro-mechanical systems sensor

    Kazuhito Dejima, Osamu Nakabeppu

    International Journal of Engine Research   22 ( 6 )   1974 - 1984   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SAGE Publications Ltd  

    DOI: 10.1177/1468087420917287

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  • Three-point MEMS heat flux sensor for turbulent heat transfer measurement in internal combustion engines

    Kazuhito Dejima, Osamu Nakabeppu, Yuto Nakamura, Tomohiro Tsuchiya, Keisuke Nagasaka

    International Journal of Engine Research   20 ( 7 )   696 - 705   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SAGE Publications Ltd  

    DOI: 10.1177/1468087418770308

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  • Development of metal substrate MEMS sensors for local multipoint heat flux measurement in engines

    Kazuhito Dejima, Osamu Nakabeppu, Yuto Nakamura, Tomohiro Tsuchiya, Keisuke Nagasaka

    International Heat Transfer Conference   2018-   8721 - 8726   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Begell House Inc.  

    DOI: 10.1615/ihtc16.tpm.023004

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  • エンジン内壁面の熱流束を測定する金属基板MEMSセンサの開発 査読

    出島 一仁, 中別府 修, 中村 優斗, 土屋 智洋, 長坂 圭輔

    日本機械学会論文集   84 ( 858 )   17   2018年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本機械学会  

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  • Turbulent properties in IC engine derived from wall heat flux measured with a three point thin film sensor

    O. Nakabeppu, K. Dejima

    International Heat Transfer Conference   2018-   8850 - 8857   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Begell House Inc.  

    DOI: 10.1615/ihtc16.tpm.023077

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  • HEAT TRANSFER ON AN ENGINE INNER WALL MEASURED WITH A MEMS SENSOR 査読

    Kazuhito Dejima, Osamu Nakabeppu, Yuto Nakamura, Keisuke Nagasaka, Tomohiro Tsuchiya

    Proc. 6th International Symposium on Micro and Nano Technology   ISMNT-6   2099   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ISMNT  

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  • Development of MEMS heat flux vector sensor for internal combustion engines

    Kazuhito Dejima, Osamu Nakabeppu, Keisuke Nagasaka, Yuto Nakamura, Tomohiro Tsuchiya

    COMODIA 2017 - 9th International Conference on Modeling and Diagnostics for Advanved Engine Systems   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/jmsesdm.2017.9.a202

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  • Local three-point heat flux measurement on sub-millimeter scale in an internal combustion engine

    Kazuhito Dejima, Osamu Nakabeppu, Yuto Nakamura, Tomohiro Tsuchiya

    11th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2017   2017-   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Combustion Institute  

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  • Development of instantaneous local heat flux sensor for internal combustion engine

    Yuto Nakamura, Kazuhito Dejima, Tomohiro Tsuchiya, Osamu Nakabeppu

    11th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2017   2017-   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Combustion Institute  

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  • HEAT FLUX MEASUREMENT ON ENGINE INNER WALL AND TRANSIENT HEAT CONDUCTION ANALYSIS 査読

    O. Nakabeppu, K. Dejima, Y. Nakamura, K. Nagasaka, T. Tsuchiya

    International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • HEAT FLUX MEASUREMENT OF SINGLE CYCLE ENGINE SIMULATOR (RCEM) WITH MEMS SENSOR 査読

    O. Nakabeppu, Y. Nakamura, K. Nagasaka, T. Tsuchiya, R. Yamada, S. Sato, H. Kosaka

    Proceedings of the 4th International Forum on Heat Transfer, IFHT2016   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • HEAT FLUX MEASUREMENT USING LASER INTERFEROMETRY AROUND A SPHERICAL GROWING BUBBLE DOMINATED BY LIQUID PHASE HEAT TRANSFER 査読

    K. Dejima, O.Nakabeppu

    The 27th International Symposium on Transport Phenomena   ISTP27   077   2016年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • THIN FILM SENSOR ON METAL SUBSTRATE FOR MEASURING HEAT FLUX OF ENGINE INNER WALL 査読

    O. Nakabeppu, K. Nagasaka, Y. Nakamura, T. Tsuchiya, K. Dejima

    The 27th International Symposium on Transport Phenomena   2016年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Nano-DTA and nano-DSC with cantilever-type calorimeter 査読

    Osamu Nakabeppu, Kohei Deno

    THERMOCHIMICA ACTA   637   1 - 10   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.tca.2016.05.005

    Web of Science

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  • 燃焼場の壁面熱流束を計測する薄膜抵抗センサに関する研究

    中別府 修, 土屋 智洋, 中村 優斗, 長坂 圭輔

    日本機械学会論文集   82 ( 840 )   16 - 00083-16-00083   2016年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本機械学会  

    <p>Heat flux measurement method with thin film resistance sensor in a premixed gas combustion field has been studied to develop an accurate heat flux sensor, and to grasp and improve a heat transfer loss of the engine in SIP (Cross-ministerial <u>S</u>trategic <u>I</u>nnovation Promotion <u>P</u>rogram) innovative combustion technology project. The MEMS technology was introduced to satisfy the requirement of the accurate heat flux measurement with high temporal, spatial and heat flux resolution for a turbulent heat transfer in the engine. The thin film resistance sensors of 250 to 1000 micron scale were fabricated on the Si substrate, and then a calibration method, measurement characteristics and response to the combustion were studied. Since the heat flux was measured through the surface temperature measurement and the transient heat conduction analysis of the sensor, accurate data and an exact thermal model are required. The heat flux calibration using self-heating showed a good agreement between the excited heat flux of 400 kW/m<sup>2</sup> level and measured one with an error less than 10 kW/m<sup>2</sup> for the wide frequency range from 200 Hz to 8 kHz by introducing an interfacial thermal resistance in the thermal model. The developed measurement system showed heat flux peak of 250 kW/m<sup>2</sup> level with noise of 10 kW/m<sup>2</sup> level against a butane-air premixed gas combustion in an open chamber. Heat transfer analysis showed that the heat flux trend after the peak can be explained by heat conduction between the burnt gas and the sensor wall. It was also demonstrated that the developed system can measure heat flux down to 10 kW/m<sup>2</sup> and up to 5 kHz frequency range. Good prospect of the heat flux sensor for the engine application was obtained with the sufficient accuracy and the resolutions.</p>

    DOI: 10.1299/transjsme.16-00083

    CiNii Research

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  • HEAT FLUX MEASUREMENT METHOD ON INNER WALL OF ENGINE WITH MEMS SENSOR 査読

    Osamu NAKABEPPU, Tomohiro TSUCHIYA, Yuto NAKAMURA, Keisuke NAGASAKA

    Proc. of the 1st PRTEC, PRTEC-14821   2016年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Improvement of Active Thermometry on Scanning Thermal Microscopy 査読

    Masanori Mizobe, Osamu Nakabeppu

    Proc. of the 1st PRTEC   PRTEC   14959   2016年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Study on Removal Performance of Suspended Particulate Matter by Humidity Swing Air Cleaning Method 査読

    Toshiyuki Haga, Osamu Nakabeppu

    Proc. of the 1st PRTEC   PRTEC   14716   2016年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Study on removal effect of suspended particulate matter by humidity swing air cleaning method 査読

    Toshiyuki Haga, Yuki Aoki, Osamu Nakabeppu

    JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY   11 ( 3 )   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/jtst.2016jtst0038

    Web of Science

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  • MEMS sensor measurement of surface temperature response during subcooled flow boiling in a rectangular flow channel 査読

    Tomohide Yabuki, Randy Samaroo, Osamu Nakabeppu, Masahiro Kawaji

    EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE   67   24 - 29   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2015.02.002

    Web of Science

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  • Flow Type Bio-Chemical Calorimeter with Micro Differential Thermopile Sensor 査読

    Masataka Saito, Osamu Nakabeppu

    JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY   15 ( 4 )   2917 - 2922   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1166/jnn.2015.9665

    Web of Science

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  • EVAPORATION AND DEWETTING OF MICROLAYER BENEATH BOILING BUBBLE IN MINICHANNEL 査読

    O. Nakabeppu, T. Saito, T.Yabuki

    ISTP-25   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Heat transfer mechanisms in isolated bubble boiling of water observed with MEMS sensor 査読

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER   76   286 - 297   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.04.012

    Web of Science

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  • 湿度スイング空気清浄法における浮遊粒子状物質除去作用の理論的研究 査読

    中別府修, 小野田渚

    Thermal Science & Engineering   22 ( 3 )   47 - 57   2014年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本伝熱学会  

    DOI: 10.11368/tse.22.47

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  • 湿度操作空気清浄法による浮遊粒子状物質の除去特性 査読

    小野田渚, 中別府修

    Thermal Science & Engineering   22 ( 1 )   11 - 20   2014年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本伝熱学会  

    DOI: 10.11368/tse.22.11

    CiNii Research

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  • REMOVAL MECHANISMS OF SUSPENDED PARTICULATE MATTER IN HUMIDITY SWING AIR CLEANING METHOD 査読

    Nagisa Onoda, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION, 2013, VOL 8B   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • Study on microlayer beneath flat boiling bubble in mini-channel with MEMS sensors 査読

    Takuya SAITO, Tomohide YABUKI, Osamu NAKABEPPU

    The 24th International SYmposium on Transport Phenomena, ISTP-24   312 - 317   2013年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Development of biochemical calorimeter with MEMS thermopile sensor

    Masataka Saito, Jun Takeuchi, Osamu Nakabeppu

    Proc. 3rd International Forum on Heat Transfer (IFHT2012),   IFHT2012-174   2012年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Micro-scale measurement of saturated and subcooled nucleate boiling heat transfer

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    Proc. 3rd International Forum on Heat Transfer (IFHT2012),   IFHT2012-146   2012年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Study on SThM with Multifunctional Thermal Cantilever Probe

    Masayuki Shinya, Osamu Nakabeppu

    Proc. 3rd International Forum on Heat Transfer (IFHT2012)   IFHT2012-157   2012年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Micro-Thermal Analysis with Cantilever Type MEMS Calorimeter (Experiment of High Temperature Thermal Analysis)

    Junichi ISHII, Hiroki HAYAKAWA, Osamu NAKABEPPU

    The 8th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC8), Songdo, Incheon, KOREA,   GSF30-008   2012年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Development of Microscale Thermal Measurement Techniques by Scanning Thermal Microscope with Multifunctional Cantilever Probe

    Masayuki SHINYA, Osamu NAKABEPPU

    The 8th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC8), Songdo, Incheon, KOREA,   GSF30-010   2012年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Nanocalorimeter for DTA and Mass Measurement in High Temperature Range

    Junichi Ishii, Osamu Nakabeppu

    Netsu Sokutei   W39   14,19   2012年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • VARIATION IN SIZE DISTRIBUTION OF SUSPENDED PARTICULATE MATTERS IN AIR WITH HUMIDITY SWING OPERATION 査読

    Nagisa Onoda, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION - 2010, VOL 7, PTS A AND B   831 - 836   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • Interferometric Measurement of the Liquid-Phase Temperature Field around an Isolated Boiling Bubble

    Tomohide Yabuki, Takuya Hamaguchi, Osamu Nakabeppu

    JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY   7 ( 3 )   463 - 474   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/jtst.7.463

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  • REDUCTION EFFECTS OF SUSPENDED PARTICULATE MATTERS IN AIR BY THERMAL MOISTURE SWING METHOD

    Nagisa Onoda, Shota Ishiguchi, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION, 2011, VOL 6, PTS A AND B   363 - 368   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • キャピラリー力の熱的制御を用いた付着式マイクロマニピュレータの研究

    中別府 修, 加藤 達彦, 新谷 昌之

    日本機械学会論文集B編   78 ( 794 )   1870 - 1880   2012年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.78.1870

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  • Filterless air cleaning with moisture thermal control method

    Nagisa Onoda, Shota Ishiguchi, Osamu Nakabeppu

    The 4th International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale (HTFFM-4)   HTFFM-4-128   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Experimental study on heat transfer to boiling bubble from superheated liquid layer

    Tomohide Yabuki, Takuya Hamaguchi, Takayuki Kobayashi, Osamu Nakabeppu

    The 4th International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale (HTFFM-4)   HTFFM-4-144   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THERMAL AND ELECTRIC TRANSPORT CHARACTERISTICS OF NANO-GAPS 査読

    Kohei Ito, Tomoaki Hagio, Akira Matsuo, Yasushi Iwaisako, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 2   509 - +   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF ISOLATED BUBBLE NUCLEATE BOILING OF WATER 査読

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 1 PTS A AND B   1473 - 1482   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • AIR CLEANING METHOD WITH HUMIDITY SWING OPERATION FOR REDUCING SUSPENDED PARTICULATE MATTERS 査読

    Nagisa Onoda, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 2   29 - 35   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Removal effect of humidity swing operation on suspended particulate matters 査読

    Nagisa Onoda, Osamu Nakabeppu

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, C Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part C   76 ( 768 )   1945 - 1946   2010年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/kikaic.76.1945

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  • MEMSセンサによる核沸騰熱伝達機構の研究(第3報,計測・解析法の評価と孤立気泡の伝熱特性)

    矢吹智英, 中別府修

    日本機械学会論文集B編   76 ( 771 )   1932 - 1941   2010年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.76.771_1932

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  • REMOVAL OF SUSPENDED PARTICULATE MATTERS BY HUMIDITY SWING OPERATION FOR AIR-CLEANING METHOD 査読

    Nagisa Onoda, Osamu Nakabeppu

    PROCEEDINGS OF THE ASME MICRO/NANOSCALE HEAT AND MASS TRANSFER INTERNATIONAL CONFERENCE, VOL 3   79 - 84   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • MEMSセンサによる核沸騰熱伝達機構の研究(第2報,電解トリガーと伝熱解析法)

    中別府修, 若杉秀明

    日本機械学会論文集B編   76 ( 764 )   634 - 641   2010年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.76.764_634

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  • MEMS sensor for heat transfer study on nucleate boiling 査読

    Tomohide Yabuki, Takuya Hamaguchi, Osamu Nakabeppu

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, C Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part C   76 ( 768 )   1931 - 1932   2010年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/kikaic.76.1931

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  • APPROACH TO HEAT TRANSFER MECHANISM BENEATH BOILING BUBBLE WITH MEMS SENSOR 査読

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    MNHMT2009, VOL 2   41 - 47   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • SThMによる局所熱伝導率計測に関する研究

    中別府修, 磨田謙一

    日本機械学会論文集(B編)   72 ( 722 )   2524-2531   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.72.2524

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  • MEMSセンサによる少数細胞の代謝熱モニタリング

    中別府修, 坂寄純一

    Thermal Science & Engineering,日本伝熱学会   14 ( 4 )   115-120 - 120   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:社団法人 日本伝熱学会  

    Cells and living tissue slightly but always generate metabolic heat as long as they are alive. Thus, biological activity can be measured through the observation of metabolic heat, which has been developed as &ldquo;bio-calorimetry&rdquo;. On the other hand, further improvements in thermal sensing ability can be expected with use of the MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology. The purpose of this study is to develop the monitoring technique of the metabolic heat of cells in as small number as possible with the MEMS technology. If the monitoring technique of metabolism of a few cells or even a single cell is made available, it plays very important rolls in bio- and medical- engineering, pharmaceutical sciences, and so on. In this study, a bio-calorimeter with a MEMS thermopile sensor was made, and its performance and metabolism monitoring of Yeast were tested. The thermopile sensor consisted of 350 thin film thermocouples of Cr and Ni strips of 20 &mu;m width on a 150 &mu;m thick glass plate. The thermopile sensor composed a calorimetric cell as a bottom plate with thick aluminum frame. The calorimetric cell was placed in a triple thermostatic chamber which employs a proportional control with a Peltier device and PID control with heater. The calorimeter showed a sensitivity of 0.62 V/W under the condition of including culture solution, time constant of the calorimetric cell of 90 sec, and a noise equivalent power of 60 nW, which corresponds to metabolic heat of 3 &times; 10<sup>3</sup> cells of Yeast. In the growth experiments of Yeast, growth thermograms for 10<sup>5</sup>&sim;10<sup>7</sup> cells can be measured with reasonable generation times. It was demonstrated that the detectable number of Yeast cells of the MEMS calorimeter is much smaller than that for the traditional bio-calorimeter.

    DOI: 10.11368/tse.14.115

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  • MEMSセンサによる核沸騰熱伝達機構の研究(第1報:気泡底部の局所温度計測)

    中別府修, 古川雄太

    日本機械学会論文集(B編)   72 ( 722 )   2532-2539 - 2539   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Local temperature variation beneath boiling bubble was measured with a MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) integrated sensor to investigate a boiling heat transfer mechanism. The sensor consisting two trigger heaters and six thin film thermocouples across the heaters within 880 μm region on a silicon or glass substrate can measure temperature distribution of heating surface with less than 0.1 ms temporal resolution. As a result, measured temperature variations can be brought into correspondence with the bubble behavior taken by a synchronized high-speed video. The temperature variations also show a formation of micro layer, extension of a local dryout region and rewetting with bubble departure. Based on the measurement, a state transition chart of the heating wall beneath the bubble in temporal and spatial domain can be drawn. This study presents a new approach method to the heat transfer mechanism of mucleate boiling.

    DOI: 10.1299/kikaib.72.2532

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  • 超微量熱分析“ナノカロリメトリ”の技術動向

    中別府 修

    熱物性,日本熱物性学会   20 ( 3 )   138-144   2006年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • ナノスケール温度・熱物性計測

    中別府 修

    マイクロ・ナノ熱流体ハンドブック,NTS   570-589   2006年1月

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    記述言語:日本語  

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  • SCANNING THERMAL MICROSCOPY FOR QUANTITATIVE THERMAL MEASUREMENTS

    Osamu NAKABEPPU, Kenichi Tokita, Yuya Miyata, Takahiro Kanda

    'The Assembly of World Conference on Expermental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics Sixth World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics,9-b-15,(CD-ROM)'   2005年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 局所熱計測の世界

    中別府修

    日本応用物理学会第52回応用物理学関係連合講演会予稿集   No.0   44   2005年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Study onn Heat Trasfer beneath Vapor Bubble in Nucleate Boiling with MEMS Sensor

    Osamu NAKABEPPU, Hideki WAKASUGI, Yuta FURUKAWA

    'Proc. Of the 6th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference,CJ-03(CD-ROM)'   2005年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Thermal Engineering Research with MEMS Sensors

    Osamu NAKABEPPU

    'Proc. Of the 6th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference,DE-07(CD-ROM)'   2005年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Heat Transport characteristics of Micro-Loop Heat Pipe with Capillary Pump Structure

    Osamu NAKABEPPU, Yuya MIYATA, Takuya HORI

    Thermal Science and Engineering   Vol.13 ( No.1 )   pp47-52 - 52   2005年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Heat Transfer Society of Japan  

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  • 走査型熱顕微鏡における能動式温度計測カンチレバーの高性能化

    中別府修, 神田孝浩

    電気学会論文誌E   124 ( 12 )   453 - 458   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1541/ieejsmas.124.453

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  • SThMによる局所熱伝導率計測法に関する研究

    中別府修, 磨田謙一

    日本機械学会熱工学コンファレンス2004講演論文集   2004年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Development of thermal conductivity measurement techniwue by scanning thermal microscopy

    Osamu Nakabeppu, Kenichi TOKITA

    Proc. 1st International Forum on Heat Transfer   pp221-222   2004年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Heat transport characteristics of micro-machined capillary pumped loop heat pipe

    Osamu NAKABEPPU, Yuya MIYATA

    Proc. 1st International Forum on Heat Transfer   pp43-44   2004年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • MEMS熱分析の試み

    中別府修, 出野恒平

    日本熱測定学会第40回記念熱測定討論会講演要旨集   364-365   2004年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Applications of MEMS Seneors in Thermal Engineering

    Osamu NAKABEPPU

    'Engineering Conference International Proc. Of Transport Phenomena in Micro and Nanodevices,(CD-ROM)'   2004年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • MEMSセンサによる沸騰気泡核近傍の局所温度計測

    中別府修, 古川雄太

    第41回日本伝熱シンポジウム講演論文集   2   361-362   2004年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • マイクロチャンネルループヒートパイプの熱輸送特性

    中別府修, 宮田悠也

    第41回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   335-336   2004年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 極微細スケール実温度計測機能を有する走査型熱顕微鏡の開発

    中別府修

    文部科学省科学研究費補助金研究成果報告書   2004年5月

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    記述言語:日本語  

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  • Experimental study on heat transport device with bubble drive micropump

    Osamu NAKABEPPU, Kenzaburo SEKI

    The Pacific Center of Thermal-Fluids Engineering Proc. of The 1st International Symposium on Micro & Nano Technology   V-1-03(CD-ROM)   2004年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 'マイクロチャンネル内スラグ流におけるガス吸収特性(第1報,CO2/水系における実験的研究'

    中別府修, 出野恒平

    日本機械学会論文集B編   70 ( 693 )   1285 - 1292   2004年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.70.1285

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  • Gas Absorption of Slug Flow in Microchannl

    Osamu NAKABEPPU, Kohei DENO

    JSME International Symposium on Micro-Mechanical Engineering(ISMME2003)   No.03-202   pp344-350 - 350   2003年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:日本機械学会  

    Gas absorption and pressure drop characteristics of a slug flow in a microchannel were studied experimentally with a CO_2 and water system. The slug flow provides advantages of a large specific interface area, a toroidal flow in the slug, and high heat transfer capability of the microchannel. The absorption rate was measured by optically detecting volume change of bubbles along the channel; then an absorption time constant was formulated as a function of inner diameter, bubble velocity, and slug length. The pressure drop was also formulated by fitting experimental data to an equation modeled as a sum of the Poiseuille flow part and the toroidal flow part. The formulas demonstrated high mass transfer performance and compactness of the proposed system. Simulation of the microchannel gas absorber, of which channel length was set to keep outlet liquid concentration at a specified value, showed high performance by reducing the channel diameter with a slight increase of pressure drop.

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  • 走査型熱顕微鏡による定量温度画像計測

    中別府修

    '可視化情報学会,可視情報'   Vol.23 ( No.90 )   151-156 - 156_1   2003年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Visualization Society of Japan  

    DOI: 10.3154/jvs.23.151

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  • SThMによる局所熱伝導率の定量的計測に関する研究

    磨田謙一, 中別府修

    日本機械学会熱工学コンファレンス講演論文集   No.03-20   305-306   2003年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • MEMSカンチレバーセンサーによる微小熱計測の試み

    中別府修

    日本機械学会熱工学コンファレンス講演論文集   No.03-20   303-304   2003年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 蒸気泡マイクロポンプを内蔵した熱輸送デバイス

    中別府修, 関健三郎

    第40回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   323-324   2003年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • マイクロチャンネル内スラグ流におけるガス吸収特性

    出野恒平, 中別府修

    第40回日本伝熱シンポジウム講演論文集   2   569-570   2003年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 自励震動型ヒートパイプの流動・熱輸送特性

    村上正覧, 井上剛良, 中別府修

    第40回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   315-316   2003年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Operating Characteristics of Micro-Machined Bubble-Drive Micropumps

    Osamu Nakabeppu, Kenzaburo Seki, Kenichi Ohko

    'Proc. 6th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference,A1-424(CD-ROM)'   2003年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Active and Passive Thermal Imaging in Scanning Thermal Microscopy

    Osamu Nakabeppu, Takamitsu Suzuki

    'Proc. 6th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference,A1-304(CD-ROM)'   2003 ( 6 )   36 - 36   2003年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:日本機械学会  

    Measurement of temperature and thermal property distributions with a nanometer scale spatial resolution is important in various fields such as micro- and nano-electronics, material research, and so on. Scanning Thermal Microscope (SThM) provides topological and thermal images with a spatial resolution of several tens of nanometers by a cantilever with a thermocouple or resistance temperature device. Usually, the SThM passively measures temperature or thermal properties by detecting thermal information through a cantilever tip on a sample and converting it with a calibration curve. However, the passive method has an important issue on accuracy of temperature measurement because measured values are influenced by various factors such as surface temperature, thermal properties, unevenness of sample surface, shapes of the tip, contact force, adsorption layer, and so on. Therefore, we have developed a novel active method for quantitative temperature imaging regardless of variations in thermal conductance at the contact point. In the active method, a thermal feedback control step maintains the cantilever at the same temperature as the sample surface by detecting heat flow along the cantilever and feeding power proportional to it to the cantilever; then cantilever temperature is measured by another sensor on it. The passive method has the advantages of systemic simplicity and rapid response. On the other hand, the active method affords accuracy in temperature measurement : it can measure real temperature in principle as long as the thermal conductance has a finite value, no matter how it changes. We experimentally examined the active method by producing multi-function cantilevers and a feedback circuit. The cantilevers have a heat flow sensor, electric heater and a temperature sensor on their small silicon dioxide bodies, as shown in Fig. A1. The active system with sufficient heat flow detection sensitivity demonstrated good performance in real temperature measurement regardless of thermal conductivity differences among samples. The measurement system showed a thermal response of about 50Hz when the cantilever contacts on a tiny thin film resistor on the SThM under a vacuum condition. Furthermore, imaging tests demonstrated performance of the active method. Figure A2 shows a result of topological and thermal images of chromium strips by passive and active methods. Maximum temperature in the active method agreed well with strip temperature measured from electric resistance. It shows that the feedback system compensates variation of contact conductance. Now, we have two thermal imaging modes in the SThM with nano-scale spatial resolution : one is the passive mode with a fast and easy thermal imaging capability, the other is the active mode with quantitative temperature imaging capability.[figure]

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  • 零位式放射温度計測システムの開発(測定原理の検証とMEMS複合センサの試作)

    中別府修, 佐々木一行

    日本機械学会 熱工学講演会講演論文集   No.02-22   109-110 - 110   2002年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    A novel radiation temperature measurement method was invented. In the traditional radiation thermometry, an emissivity data of a sample is necessary for converting the detected radiation intensity into temperature with a particular calibration curve. On the other hand, temperature of the sample can be decided by finding the sensor temperature at which the radiation intensity is null in our method. Introduction of the null method into radiation thermometry eliminates the need for the emissivity value. The principle of the method was verified with a measurement system where a heater-equipped commercial thermopile device was driven with a thermal feedback circuit. Quantitative temperature measurement was achieved for the flat brass surface with black paint or with plastic tape. Furthermore, a integrated radiation sensor having a cantilever type thermopile, electric heater and thermocouple was made by the silicon micro-fabrication technology. Measurement test with the sensor showed that the method absorbs the difference in emissivity, and that local temperature distribution in the sensor influences the detection of radiation intensity.

    DOI: 10.1299/jsmeptec.2002.0_109

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  • Development of Scanning Thermal Microscopy for Nano-scale Real Temperaure Measurement.

    Osamu Nakabeppu, Takamitsu Suzuki

    'Heat Transfer 2002,Proceedings of the Twelfth International Heat Transfer Conference'   Vol.1   pp447-452 - 452   2002年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 走査型熱顕微鏡による微小スケール実温度計測

    中別府修, 鈴木孝充

    第30回可視化情報シンポジウム講演論文集   22 ( 1 )   171-172 - 172   2002年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Visualization Society of Japan  

    Scanning Thermal Microscope takes topographic and thermal images with sub-micron spatial resolution. A real temperature measurement method on the SThM has been developed by using a thermal feedback system, where a cantilever is kept same temperature as sample by generating heat proportional to heat flow along it. The micro-fabricated cantilever having thermopile, heater and thermocouple showed good performance of temperature accuracy of below ±1K, contact size of less than 30nm, and thermal response of 50Hz. It is also demonstrated that the system takes qualitative thermal images by a passive operation and quantitative temperature images by the active operation regardless of variations in the contact condition and thermal properties.

    DOI: 10.3154/jvs.22.1Supplement_171

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  • マクロヒーターからの気泡生成における溶存ガスの影響

    井上剛良, 本郷章紀, 中別府修

    第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   153-154   2002年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 蒸気泡駆動型マイクロポンプの作動特性

    関健三郎, 中別府修, 外崎峰広, 堀和仁

    第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集   3   765-766   2002年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 走査型熱顕微鏡における実温度計測システムの開発

    中別府修, 鈴木孝充, 井上剛良

    第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集   2   369-370   2002年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 熱制御系へのMEMSの応用

    中別府修

    マイクロマシン技術への多分野萌芽技術の適用に関する研究   292-310   2002年4月

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    記述言語:日本語  

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  • Microscale temperature measurement by scanning thermal microscopy

    O Nakabeppu, T Suzuki

    JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY   69 ( 3 )   727 - 737   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1023/A:1020683217466

    Web of Science

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  • SThM用サーマルカンチレバーの実温度計測特性

    鈴木孝充, 中別府修, 井上剛良

    日本機械学会 熱工学講演会講演論文集   No.01-9   387-388   2001年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 気泡震動を利用したダイナミックバブル型マイクロポンプに関する研究

    中別府修

    マイクロマシン技術に関する研究助成第6回研究成果報告書   1-9   2001年9月

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    記述言語:日本語  

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  • プラグノズルのボートテールドラッグ低減に関する数値計算

    根岸秀世, 藤井孝藏, 中別府修

    日本機械学会2001年度年次大会講演論文集   4   100-101   2001年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 結晶成長速度の実測値を利用した形態形成シュミレーション

    中別府修, 伊藤健郎

    日本機械学会2001年度年次大会講演論文集   2   373-374   2001年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 逆自然対流システムを指向した可逆熱収縮性粒子の創製

    赤木斉, 中別府修

    第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集   2   521-522   2001年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • マイクロチャンネル熱交換システムの伝熱・流動特性

    村上陽一, 中別府修, 井上剛良

    第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   135-136   2001年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 走査型熱顕微鏡のための温度計測用マイクロカンチレバーの開発

    鈴木孝充, 中別府修, 井上剛良

    第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   325-326   2001年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 走査型紫外線光電子顕微鏡の開発に向けて(第2報:同軸プローブによる光電子画像計測)

    宮島俊希, 中別府修

    第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   327-328   2001年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 走査型熱顕微鏡による微小スケール熱計測

    中別府修

    '日本熱測定学会,熱測定'   Vol.28 ( No.1 )   18-28 - 28   2001年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Calorimetry and Thermal Analysis  

    原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡に様々な手段で温度計測機能を付加することで,走査型熱顕微鏡が開発されてきた。SThMは100nm以下の空間分解能で試料表面の温度や物性値の分布を計測することが可能である。熱計測における空間分解能の大幅な向上は,例えば微小電子デバイスや集積回路,複合材料,局所的な触媒反応など,従来不可能であったサブミクロン構造物の熱的な直接観察を可能とするだろう。本稿では,様々な手法のSThMの特徴と現状を概説し,特に将来性の有望な熱電対型SThMについて詳しく説明する。さらに,高い空間分解能を持ちかつ正確に試料の実温度を計測する能動型計測法について紹介する。

    DOI: 10.11311/jscta1974.28.18

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  • 蒸気泡駆動型マイクロポンプの作動原理とその特性

    中別府修, 大古健一, 井上剛良

    日本機械学会2000年度年次大会講演論文集   Vol.1   715-716 - 716   2000年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    A novel simple micropump driven by bubble generated by D.C. heating was developed and investigated. The pump consists of a glass tube narrowed in the middle and heater located at the conical region of tube. Observation of the bubble with a high speed video or by detecting displacement of laser passed working fluid near the heater showed that bubble generates, travels toward widening direction and collapses periodically. Pump performance of maximum pressure of 400Pa and maximum flow rate of 40μl/min was measured. The maximum pressure for various pumps was related to minimum diameter of the tube. It was shown from both experiment and numerical simulation using a simple model that driving force of the pump is made by surface tension effect. The simulation showed that taking evaporation and condensation of bubble into theoretical model is important for predicting the bubble behavior and the pump performance.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2000.1.0_715

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  • 原子間力顕微鏡を用いた実温度計測法の開発

    井下田正信, 中別府修, 井上剛良

    第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.1   383-384   2000年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 積層型マイクロチャンネル熱交換器の流動・伝熱特性

    中別府修, 村上陽一, 井上剛良

    第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.1   363-364   2000年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 走査型紫外線光電子顕微鏡の開発に向けて(光電効果の局所計測技術の確立)

    宮島俊希, 中別府修, 井上剛良

    第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.1   385-386   2000年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • MRI計測データに基づく多孔質体内熱・物質輸送モデルの構築

    近藤昌博, 井上剛良, 中別府修

    第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.3   957   2000年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 竜巻型旋回流の流動構造

    鈴木佑二, 中別府修, 岩崎健一, 井上剛良

    日本流体力学会年会’99講演論文集   129-130   1999年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • MRI計測データに基づく多孔質体内熱・物質輸送シュミレーション

    近藤昌博, 井上剛良, 中別府修

    日本機械学会 熱工学講演会講演論文集   1999   87-88   1999年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • AFMを用いた微小スケールにおける能動型絶対温度計測

    井下田正信, 中別府修, 井上剛良

    日本機械学会 熱工学講演会講演論文集   147-148   1999年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 原子間力顕微鏡を用いた微小空間スケール絶対温度計測

    井下田正信, 中別府修, 井上剛良

    平成11年度秋季第60回応用物理学会学術講演会予稿集   113   1999年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 積層型マイクロチャンネル熱交換器の流動伝熱特性

    村上陽一, 中別府修, 井上剛良

    日本機械学会東北支部米沢地方講演会講演論文集   109-110   1999年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Experimental study on elestronand heat ransfer through metallic point contact.

    Osamu Nakabeppu, Makoto Kajii, Msanobu Igeta

    Proceedings of the 5th ASME/JSME Joint Thermal Engineering Conference   AJTE99-6514(CD)   1999年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Microscale Real Temperature Meeasurement by the AFM using Thermal Feedback Method

    Osamu NKABEPPU, Masanobu, IGETA&Takayoshi INOUE

    Thermal Science and Engineering   Vol.7   pp87-94 - 94   1999年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • ダイナミックバブル型マイクロポンプの作動特性と気泡震動の利用

    中別府修, 谷寛之, 井上剛良

    日本機械学会1999年度年次大会講演論文集   Vol.4   193-194   1999年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 微小発熱体の浸漬冷却における溶存ガスの影響

    澤田弘崇, 中別府修, 井上剛良

    日本機械学会1999年度年次大会講演論文集   Vol.4   113-114   1999年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • ポイントコンタクト熱起電力を用いた微小スケール熱計測

    梶井誠, 中別府修, 井下田真信, 井上剛良

    第36回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.1   193-194   1999年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 結晶成長速度の異方性に関する実験的研究

    中別府修, 赤木斉, 井上剛良

    第36回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.3   585-586   1999年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 原子間力顕微鏡の熱工学的応用

    中別府修

    日本機械学会 熱工学講演会講演論文集   165-166   1998年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 凍結濃縮によるタンパク質の結晶化に関する研究

    中別府修, 村上陽一, 井上剛良, 土方邦夫

    第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.3   829-830   1998年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Microscopic Study on the Solidification of Aqueous Solutions Using Laser Interferometry

    Osamu Nakabeppu, Kenji Iwana, Kenji Ishiguro, Kunio Hijikata

    HeatTransfer-Japanese Research   27 ( 5 )   pp353-364   1998年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Phase Field Model による過冷却凝固のシュミレーション

    中別府修, 松本洋一郎

    第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.3   975-976   1998年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • ポイントコンタクトにおける伝熱特性

    梶井誠, 中別府修, 井上剛良

    第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.3   965-966   1998年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Rhase Field Modelによる過冷却凝固のシュミレーション

    中別府修, 土方邦夫

    日本機械学会論文集B編   64巻 ( 618号 )   463-470   1998年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.64.463

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  • '原子間力顕微鏡を用いた微小スケール温度場の計測(第2報,温度熱物性値分布計測)'

    中別府修, 井下田正伸, 梶井誠, 土方邦夫

    日本機械学会論文集B編   64巻 ( 618号 )   549-555 - 555   1998年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Experimental study on microscale measurement of temperature and thermophysical properties using the Atomic Force Microscope was conducted. Thermal and topological images were taken by scanning a gold film on nickel wire type thermocouple probe on sample with constant contact load. Visualization of temperature distribution of thin film resistor of 20μm square and thermal conductance distribution of composite material called CFRP were attempted. With reducing ambient gas pressure, heat transfer mode between the probe and sample changes from gas conduction to solid conduction through contact point, thus contrast of temperature image becomes weaker and spatial resolution improves from 30 μm to less than 1 μm. In the properties measurement, it has been demonstrated that sub-micron scale visualization of thermal conductance is possible by this method and resultant image is affected by sample geometry and thermophysical properties distribution.

    DOI: 10.1299/kikaib.64.549

    CiNii Research

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  • 2成分液膜の蒸発における表面張力不安定現象

    中別府修, 土方邦夫

    日本学術会議 第46回応用力学講演会講演論文集   99-100   1997年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Numerical Simulation of Dendritic Solidification by Phase Field Model

    Osamu Nakabeppu, Yoichirou Matsumoto, Kunio Hijikata

    Pacific Center of Thermal-Fluids Engineering Proc. of the Tenth International Symposium on Transport Phenomena in Thermal Science and Process Engineering   Vol.2   397-402   1997年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Microscopic Study on Heat Transfer and Thermo-physical Properties of Composite Material.

    Osamu Nakabeppu, Masanobu Igeta, Kunio Hijikata

    'HTD-Vol.351,proc. of the ASME Heat Trasfer Divisin'   Vol.1 ( ASME-IMECE1997 )   pp287-295 - 295   1997年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    CiNii Research

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  • 液中の上昇気泡に対する不純物の影響

    山本愛彦, 平瀬実, 中別府修, 高木周, 松本洋一郎

    日本流体力学会第11回数値流体力学シンポジウム講演論文集   229-230   1997年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Phase Field Model による過冷却凝固のシュミレーション

    中別府修, 土方邦夫

    日本機械学会第74期通常総会講演会講演論文集   (1)   128-129   1997年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 水溶液凍結の微細構造に関する研究

    中別府修, 日隈雅之, 土方邦夫

    日本機械学会 熱工学シンポジウム講演論文集   No.97-6   24-25   1997年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Experimental study on point contact transport phenomena using the atomic force microscope

    O Nakabeppu, M Igeta, K Hijikata

    MICROSCALE THERMOPHYSICAL ENGINEERING   1 ( 3 )   201 - 213   1997年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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  • 非線形効果を用いた熱物性値の多角的計測法

    中別府修, 崎山幸紀

    第34回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.1   159-160   1997年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 原子間力顕微鏡を用いた微小接触面における熱・電子輸送の解明

    中別府修, 井下田真信, 井上剛良

    第34回日本伝熱シンポジウム講演論文集   Vol.1   167-168   1997年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • スラッシュ生成に伴う流動・伝熱現象

    吉高恵美, 中別府修, 土方邦夫

    第31回空気調和・冷凍連合講演会論文集   145-148   1997年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 干渉法を用いた水溶液凝固現象の微視的研究

    中別府修, 土方邦夫, 岩名賢司, 石黒博

    日本機械学会論文集B編   63巻 ( 608号 )   1412-1417   1997年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.63.1412

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  • 薄膜生成過程における3次元核成長に関する研究

    土方邦夫, 宮崎康次, 井上剛良, 中別府修

    日本機械学会論文集B編   63巻 ( 605号 )   261-266   1997年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.63.605_261

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  • ダイナミック型氷蓄熱システムの蓄氷予測

    谷野正幸, 小沢由行, 土方邦夫, 中別府修

    日本冷凍空調学会論文集   Vol.14 ( No.1 )   pp87-95 - 95   1997年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 日本冷凍空調学会  

    The distribution of ice-rich layer in an ice storage tank is an important factor to estimate the thermal performance of a dynamic-type ice storage system. The ice-rich layer distribution and the water permeability were tested by using cylindrical tanks. The accumulation of ice-rich layer was predicted by a model analysis in which Darcy's law was applied. From the results of both experiments and analyses, the effect of water flow rate on the time history of the ice-rich layer formation were revealed. An average downward superficial velocity in the ice-rich layer is a dominant factor in the component design for an efficient use of an ice storage tank. This calculation model for the distribution of ice-rich layer can be considered to be applicable to realize the high thermal performance for large-scaled ice storage tanks.

    DOI: 10.11322/tjsrae.14.87

    CiNii Research

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  • Nucleationin Thin Film Processing

    Kunio Hijikata, Koji Miyazaki, Takayoshi Inoue, Osamu Nakabeppu

    ASME Transport Phenomena in Meterial Processing and Manufacturing 1996   HTD-Vol.336/Fed-Vol.240   1996年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 'Measurement of Temperature, Concentration and Velocity in Laminar Flow Using a Single Wire Probe'

    Osamu Nakabeppu, Atsuo Kinoshita, Kunio Hijikata

    Proc. of theASME Heat Transfer Division   vol.3 HTD-Vol.334 ( Imece1996 )   1996年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Microscopic Study of Aqueous Solution Solidification Using Laser Interferometry

    Osamu Nakabeppu, Kenji Iwana, Kunio Hijikata

    Proc. of the 3rd KSME-JSME Thermal Engineering Conference   vol.2   pp31-36   1996年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Experimental Study on Point Contact Transport Phenomena using the Atomic Force Microscope

    O.Nakabeppu, M.Igeta, K.Hijikata

    'ASME/JSME US-J. Joint Seminor,Moleculer and Microscale Transport Phenomena'   1996年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 1ω・3ω計測による流体の温度・熱物性値計測(第1報、実験的研究)

    中別府修, 山本紀彦, 木下敦夫, 土方邦夫

    日本機械学会論文集B編   62巻 ( 599号 )   2767-2773 - 2773   1996年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    A method of measuring temperature and thermal properties of nonconductive fluids was experimentally studied, where 1ω and 3ω components of the voltage drop across a thin metal wire probe heated with an AC current of frequency ω were measured. The temperature distribution of a weak natural convection plume from a horizontal wire in water was visualized by this method and it was shown that background noise and self-heating of the probe limit the measurement resolution. Thermal conductivity measurements were performed for air, water, ethanol, etc. using a 10μm-diameter platinum wire, with applied AC frequency ranging from 0.1 Hz-10 kHz. Since thermal conductivity is derived from the measured 3ω component by comparing with a thermal conduction model, the effect of natural convection from the probe itself was important and a restriction on applicability of the method was obtained in terms of the Rayleigh and Fourier numbers.

    DOI: 10.1299/kikaib.62.2767

    CiNii Research

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  • Theoretical and experimental studies on the pseudo-dropwise condensation of a binary vapor mixture

    K Hijikata, Y Fukasaku, O Nakabeppu

    JOURNAL OF HEAT TRANSFER-TRANSACTIONS OF THE ASME   118 ( 1 )   140 - 147   1996年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1115/1.2824027

    Web of Science

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  • 原子間力顕微鏡を用いた微小スケール温度場の計測

    中別府修, 土方邦夫, M.Chandrachood, J.Lai,A, Majumder

    日本機械学会論文集B編   62巻 ( 593号 )   284-290 - 290   1996年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    A new technique, which uses the Atomic Force Microscope (AFM) coupled with a micro-thermocouple cantilever, for measurement of microscale temperature profile has been developed. Topological and thermal images of any solid sample can be obtained simultaneously by this technique. Using a handmade thin-wire thermocouple and a thin-film thermocouple deposited on a commercially available Si_3N_4 cantilever, some working small electric devices were measured in both air and vacuum. Since heat conduction through the air between the sample and the probe was dominant in air, clear but distorted thermal images were obtained. In vacuum, heat transfer through the contact point between them was so small that a signal to noise ration was low and the conventional signal amplifying technique was not helpful. The Lock-in technique was employed to detect such small signals and finally, a true temperature image of sample surface was acquired. Also, the thermal environment surrounding the cantilever in the AFM is discussed in this paper.

    DOI: 10.1299/kikaib.62.284

    CiNii Research

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  • The Measurement of Temperature and Thermal Conductivity of Fluid with an AC Driven Thin Wire

    Osamu Nakabeppu, Kunio Hijikata, Norihiko Yamamoto, Arun Majumdar

    Univ. Illinois at Urbana-Chhamp aign Symposium on Thermal Science and Enrineering in Honor of Chancellor Chang-Lin Tien.   1995年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 原子間力顕微鏡を用いた微小領域の熱計測

    中別府修, 土方邦夫, 井下田真信, A. Majumdar

    日本熱物性学会 Thermophysical Propaties   17   51-54   1995年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • THERMAL IMAGING BY ATOMIC-FORCE MICROSCOPY USING THERMOCOUPLE CANTILEVER PROBES

    A MAJUMDAR, J LAI, M CHANDRACHOOD, O NAKABEPPU, Y WU, Z SHI

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS   66 ( 6 )   3584 - 3592   1995年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.1145474

    Web of Science

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  • Microscal Thermal Imaging using the Atomic Force Microscope

    M.Chandrachood, O.Nakabeppu, Y.Wu,J.Lai, A.Majumdar

    ASMG/JSME Thermal Engineering Conference   Vol.1   505 - 510   1995年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    CiNii Research

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  • 基盤上におけるクラスター生成に関する研究

    宮崎康次, 長崎孝夫, 土方邦夫, 中別府修

    第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   325-326   1995年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • レーザー干渉を用いた水溶液凝固の微細構造に関する研究

    土方邦夫, 岩名賢司, 中別府修, 石黒博

    第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集   93-94   1995年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 交流細線プロープによる温度・濃度・速度計測

    中別府修, 木下敦夫, 藤井丕夫, 土方邦夫

    第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集   3   863-864   1995年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • ダイナミック型氷蓄熱システムの蓄氷予測

    谷野正幸, 小澤由行, 土方邦夫, 中別府修

    第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   243-244   1995年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 基本波・3倍高調波計測による温度・熱伝導率の計測

    土方邦夫, 山本紀彦, 中別府修, A.Majumdar

    第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集   467-468   1995年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • SCANNING THERMAL IMAGING MICROSCOPY USING COMPOSITE CANTILEVER PROBES

    O NAKABEPPU, M CHANDRACHOOD, Y WU, J LAI, A MAJUMDAR

    APPLIED PHYSICS LETTERS   66 ( 6 )   694 - 696   1995年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.114102

    Web of Science

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  • AFMを用いた微小スケールの温度計測

    中別府修

    第1回日本伝熱学会講習会「温度計測と問題点」   65-68   1995年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Theoretical and Experimental Studies on the Micro-Structure of Pseude-Drop wise Condensation of a Benary Vapor Mixture

    K.Hijikata, Y.Fukasaku, O.Nakabeppu

    'ASME,Microscale Heat Transfer'   HTD-Vol.291   pp57-62   1994年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 2成分混和性媒体の滴状凝縮に関する研究

    土方邦夫, 深作善郎, 中別府修

    第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集   532-534   1994年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 原子間力走査型顕微鏡を用いた微小スケール温度場の可視化

    中別府修, Madhavi Chandrachood, Jie Lai, Arunava Majumdar

    第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集   367-369   1994年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 水・エタノール混合蒸気の凝縮における液滴発生機構の不安定解析

    土方邦夫, 伊藤衡平, 中別府修, Patric E.PHELAN, 鳥越邦和

    日本機械学会論文集B編   60巻 ( 572号 )   1337-1342 - 1342   1994年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    When a water-ethanol binary mixture condenses, one observes dropwise condensation on the liquid film even though either substance is completely soluble in the other. The phenomenon is not well understood. This paper discusses liquid film instability using perturbation theory as the drop growth mechanism. The results show that in drop growth, the Marangoni number (Ma, i.e. , the concentration dependence of the surface tension) plays a more important role than the absolute value of the surface tension. When a pure, single-component vapor condenses, dropwise condensation does not occur because Ma of a pure substance is always negative ; however, in a binary mixture, the surface tension may be different, and therefore the possibility exists that Ma is positive. If so, the mode of condensation may become dropwise. However, this will depend on the diffusive resistance which, if lowered, makes dropwise condensation more difficult.

    DOI: 10.1299/kikaib.60.1337

    CiNii Research

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  • THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES ON THE PSEUDO-DROPWISE CONDENSATION OF BINARY VAPOR MIXTURE

    K HIJIKATA, Y FUKASAKU, O NAKABEPPU

    PROCEEDINGS OF THE GERMAN-JAPANESE SYMPOSIUM ON MULTI-PHASE FLOW   KfK5389   325 - 333   1994年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • Film/substrate thermal boundary resistance for an Er-Ba-Cu-O high-Tc thin film

    P. E. Phelan, Y. Song, O. Nakabeppu, K. Ito, K. Hijikata, T. Ohmori, K. Torikoshi

    Journal of Heat Transfer   116 ( 4 )   1038 - 1041   1994年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1115/1.2911440

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  • 点接触における電子トンネル効果の熱起電力

    土方邦夫, 伊藤衡平, 中別府修, Patric E.PHELAN, 鳥越邦和

    日本機械学会論文集B編   60 ( 574 )   2171 - 2175   1994年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaib.60.2171

    Scopus

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  • HEAT-TRANSFER AND THERMOELECTRIC VOLTAGE AT METALLIC POINT CONTACTS

    PE PHELAN, O NAKABEPPU, K ITO, K HIJIKATA, T OHMORI, K TORIKOSHI

    JOURNAL OF HEAT TRANSFER-TRANSACTIONS OF THE ASME   115 ( 3 )   757 - 762   1993年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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  • 水・エタノール2成分蒸気の凝縮における液滴発生機構の不安定解析

    土方邦夫, 中別府修, 深作善郎

    第30回日本伝熱シンポジウム講演論文集   298-300   1993年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 固体界面における熱起電力

    伊藤衡平, 中別府修, 土方邦夫, 鳥越邦和, Partick E.Phelan

    第30回日本伝熱シンポジウム講演論文集   703-705   1993年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 水平管内凝縮に関する理論解析(層状流完全凝縮の場合)

    土方邦夫, 中別府修, 仮谷大祐, Victor NAVROSKY

    日本機械学会論文集B編   59巻 ( 557号 )   255-261 - 261   1993年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Condensation in a horizontal tube initially of pure vapor which completely condenses at the outlet, is theoretically analyzed. The tube interior is divided into three regions : the first is entirely vapor, the second is a thin film region where Nusselt-type condensation occurs, and the last is the tube bottom region where condensate accumulates and flows to the outlet. It is important to estimate the height of the accumulated condensate region to predict the total heat transfer. Therefore, the inlet level of the condensate as variable parameters, as well as two opposite factors, shear stress and gravity, is considered in this third region. Compared with a previous analysis which neglected the gravitational force, the result of this analysis nearly matches the experimental data.

    DOI: 10.1299/kikaib.59.255

    CiNii Research

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  • 水・エタノール2成分蒸気の凝縮特性

    土方邦夫, 中別府修, 深作善郎

    第29回日本伝熱シンポジウム講演論文集   742-723   1992年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 金属間点接触における熱伝達と起電力

    P.E.Phelan, 土方邦夫, 中別府修, 伊藤衡平, 大森隆夫, 鳥越邦和

    第29回日本伝熱シンポジウム講演論文集   503-504   1992年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • '半径方向に突起を持つ周方向フィンによる凝縮熱伝達促進(第2報,理論的研究)'

    土方邦夫, 王世平, 中別府修

    日本機械学会論文集B編   Vol.57 ( No.537 )   1719-1726 - 1726   1991年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Based on extensive experimentation and observation of condensation on finned tubes with radial ridges on the fin surfaces, a model was developed to predict the condensation performance of that tube. Not only the overall condensation performance, but also the local condensation rates were predicted by this model. The predictions accurately coincide with the experimental data. The ridges on the fin surface play an important role in condensation heat transfer enhancement, because the ridges not only extend the thin condensate film area but also promote convective heat transfer in the film.

    DOI: 10.1299/kikaib.57.1719

    CiNii Research

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  • 大蒸気泡成長過程における蒸発・凝縮現象に関する研究

    中別府修, 森田毅, 小澤由行, 藤家洋一

    第27回日本伝熱シンポジウム講演論文集   589-590   1990年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 2成分蒸気の鉛直管内凝縮に関する研究

    土方邦夫, 姫野修廣, 中別府修

    日本機械学会論文集B編   Vol.55 ( No.518 )   3183-3189 - 3189   1989年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Condensation heat transfer of a nonazeotropic binary R113-R114 vapor mixture in a vertical tube is investigated experimentally and theoretically, for cases of both constant and varying wall temperature along a flow direction. Experimental results show that a minimum temperature difference is required for complete condensation at an outlet of the condenser tube. This temperature difference and the heat transfer coefficients can be accurately predicted by a theory which assumes a well-mixed condition in the condensate, that is, a uniform concentration profile in the condensed liquid. When the fin height is 0.2 mm, augmentation of heat transfer by an inner finned surface occurrs in the liquid film but not in a vapor phase. For both cases of the constant and varying wall temperature, the heat transfer coefficients correlate well when an averaged temperature difference between the wall and the bulk flow is used as a characteristic temperature difference.

    DOI: 10.1299/kikaib.55.3183

    CiNii Research

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書籍等出版物

  • 熱量測定・熱分析ハンドブック

    齊藤一弥, 川路均, 城所俊一, 猿山靖夫( 担当: 共著)

    丸善  2010年1月  ( ISBN:9784621081921

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    記述言語:日本語   著書種別:学術書

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  • 実践ナノテクノロジー 走査プローブ顕微鏡と局所分光

    ( 担当: 共著)

    裳華房  2005年11月 

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    記述言語:日本語   著書種別:学術書

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  • "'第5版 実験化学講座6 温度・熱,圧力'"

    ( 担当: 共著)

    丸善  2005年7月 

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    記述言語:日本語   著書種別:学術書

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  • Comprehensive Handbook of Calorimetry and Thermal Analysis no.

    ( 担当: 共著)

    John Wiley&Sons  2004年9月 

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    記述言語:英語   著書種別:学術書

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  • マイクロマシン技術総覧

    ( 担当: 共著)

    産業技術サービスセンター  2003年1月 

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    記述言語:日本語   著書種別:学術書

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  • 熱流体の新しい測定法

    ( 担当: 共著)

    養賢堂  1998年9月 

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    記述言語:日本語   著書種別:学術書

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MISC

  • Microlayer formation characteristics in pool isolated bubble boiling of water

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    HEAT AND MASS TRANSFER   53 ( 5 )   1745 - 1750   2017年5月

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  • Microscale wall heat transfer and bubble growth in single bubble subcooled boiling of water

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER   100   851 - 860   2016年9月

  • OS0114 金属基板MEMSセンサによる予混合燃焼場の熱流束計測

    中村 優斗, 長坂 圭輔, 土屋 智洋, 中別府 修

    日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集   2016 ( 22 )   "OS0114 - 1"-"OS0114-2"   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    We have studied a heat flux sensing method on an inner wall of a gasoline engine with the MEMS technology to reveal heat transfer mechanism and mitigate a heat loss. The purpose of the study is to develop the heat flux sensor with the MEMS technology, which features fast response, spatial resolution, high accuracy and multi-points simultaneous detection and durable for the engine research. After testing the heat flux measurement method with a MEMS heat flux sensor on Si substrate, a prototype of the MEMS sensor on SUS substrate has been produced. Heat flux measurement experiment in a premixed gas combustion system was conducted with both the Si type and SUS type sensor. Both sensors indicated a similar heat flux trends but an inconsistency in heat flux amount of about two times.

    CiNii Research

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  • OS0113 エンジン内壁面における熱流束計測用MEMSセンサの較正方法

    土屋 智洋, 中村 優斗, 長坂 圭輔, 中別府 修

    日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集   2016 ( 22 )   "OS0113 - 1"-"OS0113-2"   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    We are developing a heat flux sensing method with a MEMS technology on an interior wall of a gasoline engine to reveal heat transfer mechanism and mitigate heat loss. The transient heat conduction method is used to derive the wall heat flux from measured wall surface temperature by a thin film resistance sensor. Here, it is critical to use right values of structure and thermal properties of the sensor in the analysis. The aim of the study is to calibrate the MEMS sensor and the heat conduction model. The calibration of the heat flux measurement system was conducted by deciding the thermal model through comparing given heat flux to the resistance sensor and derived heat flux from the measured resistance temperature. Good agreement between the self-heating and measured heat flux was attempted in a wide frequency and amplitude ranges.

    CiNii Research

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  • G141 顕微高速干渉温度計測における光の偏向に関する研究(OS-12:先端計測による熱工学の学際的展開(1))

    細谷 亮介, 出島 一仁, 中別府 修

    熱工学コンファレンス講演論文集   2015   "G141 - 1"-"G141-2"   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    The purpose of the study is experimental investigation about measurement error of heat flux by deflection effect in interferometric temperature imaging method. Distortion of the image taken by same lens-camera system as the previous interferometry through water with a temperature gradient was tested. The displacement in the image was 4-24μm with large scatter, and showed a similar tendency to a theoretical expectation. The deflection effect will be confirmed quantitatively and improvement method of the laser interferometer will be studied.

    CiNii Research

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  • F212 MEMSセンサによる予混合燃焼における壁面熱流束計測(OS-03:革新的技術のための燃焼研究(3))

    中別府 修, 長坂 圭輔, 土屋 智洋, 中村 優斗

    熱工学コンファレンス講演論文集   2015   "F212 - 1"-"F212-2"   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    The purpose of the study is development of a heat flux sensor for measuring heat flux from burnt gas to engine inner wall to improve thermal efficiency of the engine in SIP innovative combustion technology project. The heat flux measurement method, where heat flux is derived through transient heat conduction analysis combining with surface temperature measured with MEMS thin film resistor sensor, was experimentally examined. Heat flux measurement experiment in a butane-air premixed combustion system in a open chamber with the MEMS sensor was conducted. It was confirmed that the sensor and the method can measure 100kW/m^2 level heat flux at 1ms level temporal resolution.

    CiNii Research

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  • 29pm3-PN-19 エンジン内壁面の熱流束計測用MEMSセンサの研究

    中別府 修, 長坂 圭輔, 中村 優斗, 土屋 智洋

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム   2015 ( 7 )   "29pm3 - PN-19-1"-"29pm3-PN-19-2"   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Heat flux measurement method on engine inner wall is required to grasp and improve heat transfer loss of the engine in SIP (Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program). The purpose of the study is to develop a heat flux sensor for the engine with high temporal, spatial and heat flux resolution by means of the MEMS technology. The heat flux measurement method using surface temperature measurement and transient heat conduction analysis was examined. MEMS thin film resistor temperature sensor was fabricated for preliminary test. Frequency characteristics evaluation of the sensor through numerical simulation showed that thicker substrate should be used to lower available frequency band. Premixed combustion test indicated that the method is usable to heat flux measurement to the combustion system with 1 ms temporal and 13kW/m^2 heat flux resolution.

    CiNii Research

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  • 10915 湿度スイング空気清浄法における微粒子除去特性の流速依存性

    長坂 圭輔, 芳賀 俊行, 中別府 修

    日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集   2015 ( 21 )   "10915 - 1"-"10915-2"   2015年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Recent progress in the nano technology increases the importance of removal of nano- and submicron- size SPM (Suspended particulate matter). We are studying a humidity swing air cleaning method that remove the SPM by humidifying and dehumidifying air. We observed the SPM captured on an thin metal film by electrostatic method with an SEM and an AFM. The observation showed a tendency in the shape, large particle has rugged shape and small particle has a spherical shape. It was found that the SPM a chemical reaction on the copper film, and reaction marks tell that the SPM is composed of solid particles and liquid particles by almost same ratio. Also we tried to increase removal ratio in humidity swing air cleaning method. The experimental result showed removal ratio was increased by putting a stack of thin horizontal plates after dehumidifier.

    CiNii Research

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  • A132 レーザ干渉法を用いた沸騰気泡周りの液相温度場計測

    出島 一仁, 矢吹 智英, 濱口 拓矢, 中別府 修

    熱工学コンファレンス講演論文集   2014   "A132 - 1"-"A132-2"   2014年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    This study has been investigated characteristics of phase change heat transfer at the liquid-vapor interface around a boiling bubble using laser interferometry. Initially, to evaluate measurement accuracy of the used interferometric temperature measurement technique, a temperature field of water around a heated fine wire was measured and the temperature data was compared to the result of a transient heat conduction simulation. It was indicated that laser interferometry was available for temperature measurement in fast and local heat transfer phenomena such as liquid phase heat transfer in boiling. In the boiling experiment, a temperature field around a spherical bubble growing in the superheated water was measured. Over 80% of heat flux calculated from temperature gradient was measured with an uncertainty of ±30%.

    CiNii Research

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  • Contribution of microlayer evaporation to bubble growth in pool saturated boiling of water

    Tomohide Yabuki, Takuya Saitoh, Osamu Nakabeppu

    ASME 2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels, ICNMM 2013   2013年12月

  • 821 孤立沸騰蒸気泡周りの液相温度場の干渉計測(G01-6 気泡と液滴,G01 熱流体部門)

    濱囗 拓矢, 矢吹 智英, 中別府 修

    日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集   2012 ( 18 )   301 - 302   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    To evaluate liquid phase heat transfer, temperature field of the liquid phase around an isolated boiling bubble was measured using Mach-Zehnder type interferometer. As a result, macroscopic thermal flow field in boiling was observed. However, in the vicinity to the liquid-vapor interface, expected thermal boundary layer indicates evaporative heat transfer was not measured, and the lack of the spatial resolution of the used interferometer was shown. Thus the measurement system was improved to obtain temperature information of thin thermal boundary layer and spatial resolution was improved to 2.75μm/Pix. Finally, a temperature field around the bubble was captured using renewed measurement system, and the measurement of the evaporative heat transfer near the interface was successfully achieved.

    CiNii Research

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  • H124 MEMS伝熱面上の孤立気泡核沸騰における液相温度場の干渉計測(OS-11:沸騰・二相流(2))

    矢吹 智英, 濱口 拓矢, 中別府 修

    熱工学コンファレンス講演論文集   2011   191 - 192   2011年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In the present study, we measured liquid phase temperature field during pool boiling with the laser interferometry, and tried to directly evaluate the heat transfer from the liquid to the bubble. The MEMS thermal sensor which can control the bubble generation was used as the heating surface, and the thermal field around the isolated bubble without bubble-bubble interaction was measured. The interferometric method successfully visualized macroscopic thermal field in the liquid phase such as swell of the thermal boundary layer with the bubble growth and the hot wake accompanied by the rising bubble. However the temperature gradient driving the evaporative heat transfer in the vicinity of the interface was not able to be measured due to shortage of the spatial resolution. Two-dimensional thermal fluid analysis demonstrated that the improvement in resolution by one order of magnitude will be required in the future work.

    CiNii Research

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  • 219101 干渉法による沸騰気泡周囲液体の温度計測(OS10 熱流体計測の新展開1,オーガナイズド・セッション)

    濱口 拓矢, 矢吹 智英, 小林 誉幸, 中別府 修

    日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集   2011 ( 17 )   499 - 500   2011年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Interferometric temperature measurement around an isolated boiling bubble was conducted for studying heat transfer from liquid phase to the bubble. Finite fringe interferogram was captured with Mach-Zehnder type interferometer and a high-speed camera. Brightness distribution in the interferogram was converted to series wrapped phase image and axisymmetric differential temperature image through wrapped phase image, differential phase image, unwrapped phase image, and differential refractive index image by the Hilbert transform and Abel inversion. The resulted differential temperature image shows that the superheated liquid layer on the heating surface is lifted up and stretched by the growing bubble, and that hot liquid flow is accompanied by departed bubble.

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  • Study on heat transfer mechanism of isolated bubble nucleate boiling with MEMS sensors

    Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu

    2010 14th International Heat Transfer Conference, IHTC 14   1   515 - 521   2010年12月

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講演・口頭発表等

  • Micro and Nano-Scale Thermal Analysis and Mass Measurement with Cantilever-Type MEMS Calorimeter

    Junichi Ishii, Hiroki Hayakawa, Osamu Nakabeppu

    ICTAC  2012年8月  ICTAC

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Highly sensitive biochemical calorimeter with MEMS thermopile sensor

    Masataka SAITO, Jun TAKEUCHI, Osamu NAKABEPPU

    Internationarl Conference of Thermal Analysis and Calorimetry (ICTAC)  2012年8月  ICTAC

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • NEW EXPERIMENTAL APPROACH TO BOILING HEAT TRANSFER MECHANISM (MEMS SENSOR AND HIGH-RESOLUTION FAST INTERFEROMETRY)

    Osamu Nakabeppu, Tomohide Yabuki, Takuya Hamaguchi

    Japan-U.S. seminar on Two-Phase Flow Dynamics  2012年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Air Cleaning Method with Humidity Swing Operation for Reducing Suspended Particulate Matters

    Nagisa ONODA, Osamu NAKABEPPU

    AJTEC2011  2011年3月  ASME-JSME

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF ISOLATED BUBBLE NUCLEATE BOILING OF WATER AT LOW WALL SUPERHEAT

    Tomohide YABUKI, Osamu NAKABEPPU

    AJTEC2011  2011年3月  JSME-ASME

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Variation in size distribution of suspended particulate matters in air with humidity swing operation

    Nagisa ONODA, Osamu NAKABEPPU

    IMECE2010  2010年11月  ASME

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Study on heat transfer mechanism of isolated bubble nucleate boiling with MEMS sensors

    Tomohide YABUKI, Osamu NAKABEPPU

    The 14th International Heat Transfer Conference IHTC14  2010年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マイクロマニピュレータ用メニスカスチップの研究

    加藤達彦

    日本機械学会関東支部第16期総会講演会  2010年3月  日本機械学会関東支部

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    キャピラリ管を先鋭化し,先端部に微小ヒータを設置したメニスカスチップを開発し,先端部の濡れを制御することで微小物体の付着,分離をコントロールできることを示した.

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  • MEMSカンチレバーを用いた高速・高感度熱分析

    杉本拓也, 宮川幸弘

    日本機械学会関東支部第16期総会講演会  2010年3月  日本機械学会関東支部

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    微小なカンチレバー型熱分析プローブを開発し,微量物質の高速・高感度熱分析と微量質量分析に関して報告した.

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  • 高感度MEMSサーモパイルセンサを利用したバイオカロリメトリの研究

    山本昌弘, 竹内淳

    日本機械学会関東支部第16期総会講演会  2010年3月  日本機械学会関東支部

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    MEMS技術で製作した高感度サーモパイルセンサを利用したバイオカロリメトリの高感度化を研究している.微量な酵母菌の増殖過程が明確に計測されたことを報告.

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  • MEMSセンサを用いた核沸騰熱伝達機構の研究(孤立蒸気泡下のミクロ液膜厚さの評価

    矢吹智英, 濱口拓矢

    日本機械学会関東支部第16期総会講演会  2010年3月  日本機械学会関東支部

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    蒸気泡を発生させる電解トリガーと微小薄膜熱電対を集積したMEMSセンサにより沸騰熱伝達のメカニズムを実験的に調べた.気泡底部の温度変動を計測し,基板内の非定常熱伝達解析を行うことで,気泡への熱伝達過程が明確に示された.

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  • Removal of Suspended Particulate Matters by Humidity Swing Operation for Air-Cleaning Method

    Nagisa ONODA, Osamu NAKABEPPU

    2nd Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer International Conference  2009年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • APPROACH TO HEAT TRANSFER MECHANISM BENEATH BOILING BUBBLE WITH MEMS SENSOR

    Tomohide YABUKI, Osamu NAKABEPPU

    2nd Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer International Conference  2009年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 湿度操作による空気中の浮遊微粒子の除去

    小野田渚

    日本機械学会熱工学コンファレンス  2009年11月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    空気に加熱加湿と冷却除湿を行う湿度操作を行い,浮遊微粒子を除去する基礎研究に関して報告した.

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  • MEMSセンサを用いた核沸騰熱伝達機構の研究(孤立気泡領域における熱伝達機構)

    矢吹智英

    日本機械学会熱工学コンファレンス  2009年11月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    気泡トリガーと薄膜熱電対を集積したMEMSセンサを用いた沸騰熱伝達機構の実験的解明を報告.気泡成長には約50%が基板からの熱伝達で賄われていることが示された.

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  • SThMによる熱伝導率計測法の性能評価

    大崎哲史

    第30回日本熱物性シンポジウム  2009年10月  日本熱物性学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    原子間力顕微鏡AFMに温度計測機能等を集積したカンチレバープローブを組合せた走査型熱顕微鏡による局所熱伝導率計測に関する研究を報告した.

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  • 湿度操作による空気中の浮遊微粒子除去効果

    小野田 渚

    第1回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2009年10月  日本機械学会マイクロ・ナノ専門会議

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    空気を加湿・除湿する湿度操作を行うことで,浮遊粒子状物質の除去を行う空気清浄法に関して報告した.

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  • マイクロマニピュレータ用メニスカスチップの研究

    加藤達彦

    第1回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2009年10月  日本機械学会マイクロ・ナノ専門会議

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    微小な物質を把持,移動,設置するマイクロマニピュレーションを効果的に行うため,先端部の濡れを熱的に制御するメニスカスチップを提案し,その動作を確認した.

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  • 核沸騰熱伝達機構研究用MEMSセンサ

    矢吹智英, 濱口拓矢

    第1回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2009年10月  日本機械学会マイクロ・ナノ専門会議

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    薄膜熱電対,気泡トリガーを集積した沸騰熱伝達機構を実験的に調べるMEMSセンサについて報告を行った。

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  • MEMS技術を用いたカンチレバー型カロリメータ

    杉本拓也, 宮川幸弘

    第1回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2009年10月  日本機械学会マイクロ・ナノ専門会議

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    熱電対,ヒーター,サーモパイル等を集積したカンチレバー型カロリメータに関する報告を行った。

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  • カンチレバー型カロリメータへの空気の影響評価

    杉本拓也

    第45回熱測定討論会  2009年9月  日本熱測定学会

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    熱電対,ヒーター,サーモパイル等を集積したカンチレバー型カロリメータに関し,空気の影響を報告を行った。

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  • MEMSサーモパイルセンサによる示差式バイオカロリメータの開発

    山本昌弘

    第45回熱測定討論会  2009年9月  日本熱測定学会

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    MEMSサーモパイルセンサを2つ使用した示差式のバイオカロリメータの開発に関して報告した。

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  • 小型カンチレバーによる共振質量計測法の開発

    宮川幸弘, 杉本拓也

    日本機械学会2009年度年次大会  2009年9月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    熱電対,ヒーター,サーモパイル等を集積したカンチレバー型カロリメータにより,共振を利用した微量質量計測に関して報告を行った。

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  • ナノワット級代謝熱計測のための示差型バイオカロリメータの開発

    山本昌弘

    日本機械学会2009年度年次大会  2009年9月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    示差式バイオカロリメータの高感度化を行いナノワット級の発熱計測を試みた。

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  • Boiling Heat Transfer Study with MEMS Sensor

    Tomohide YABUKI

    the 4th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering (ISMAI4)  2009年9月  明治大学機械工学専攻,韓国慶尚大学校機械工学科

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Meniscus tip for needle type micromanipulator

    Tatsuhiko KATO

    the 4th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering (ISMAI4)  2009年9月  明治大学機械工学専攻,韓国慶尚大学校機械工学科

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Thermal Analysis and Resonance Mass Measurement with Micro-Cantilever

    Takuya SUGIMOTO, Yukihiro MIYAGAWA

    the 4th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering (ISMAI4)  2009年9月  明治大学機械工学専攻,韓国慶尚大学校機械工学科

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Application of MEMS sensor to thermal science and engineering

    the 4th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering (ISMAI4)  2009年9月  明治大学機械工学専攻,韓国慶尚大学校機械工学科

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 湿度操作による空気清浄の研究(第2報:除湿に伴う微粒子除去効果の解析)

    小野田渚

    第46回日本伝熱シンポジウム  2009年6月  日本伝熱学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • MEMSを用いた複合熱分析法の研究

    杉本拓也, 宮川幸弘

    第46回日本伝熱シンポジウム  2009年6月  日本伝熱学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • MEMSセンサによる核沸騰熱伝達機構の研究(温度制御性の改良と熱流評価手法の検討)

    矢吹智英

    第46回日本伝熱シンポジウム  2009年6月  日本伝熱学会

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 湿度操作による空気清浄の研究(第1報:浮遊微粒子の粒径分布変化)

    小野田渚

    第46回日本伝熱シンポジウム  2009年6月  日本伝熱学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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受賞

  • 日本機械学会賞

    2015年4月   日本機械学会   キャピラリー力の熱的制御を用いた付着式マイクロマニピュレータの研究

    中別府修, 加藤達彦, 新谷昌之

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    受賞区分:国内外の国際的学術賞 

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  • 日本機械学会熱工学部門講演論文表彰

    2012年3月   日本機械学会熱工学部門   Heat Transfer Characteristics of Isolated Bubble Nucleate Boiling of Water

    矢吹智英, 中別府修

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞 

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  • 日本機械学会賞

    2009年4月   日本機械学会   MEMSセンサによる核沸騰熱伝達機構の研究(第1報,気泡底部の局所温度計測)

    中別府修, 古川雄太

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    受賞区分:国内外の国際的学術賞 

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  • 日本伝熱学会賞

    2007年5月  

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  • 科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2005年  

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  • 第12回国際伝熱会議フランス伝熱学会賞

    2002年1月  

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  • 東工大挑戦的研究賞

    2002年1月  

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  • 米国機械学会熱工学部門最優秀論文賞

    1997年11月  

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  • 日本機械学会奨励賞

    1997年5月  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 火炎壁面相互作用を計測するMEMS熱流束・イオン電流センサの開発

    研究課題/領域番号:23K03699  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    中別府 修

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    火炎壁面相互作用に関して,火炎の壁面への接近挙動を櫛歯電極型イオン電流センサで計測可能とするため,2023年度には,櫛歯電極型イオン電流センサとハイスピードカメラを用いて,①イオン電流から壁面近傍火炎の接近挙動を算出する手法と②イオン電流を一定に制御するイオン捕集電圧のフィードバック制御を用いた火炎のトラッキング計測手法の開発を実施した。
    ①では,イオン電流センサに予混合層流燃焼火炎がクエンチする際の火炎壁面間の距離をハイスピードカメラで計測し,同時に計測したイオン電流トレンドを自然対数型の換算式で距離に換算することで,自発光する反応帯の伝搬挙動をイオン電流から再現できること。火炎が消光した後もイオン帯が壁面へ接近する様子が得られた。換算式には未定係数が2つ含まれており,櫛歯電極のピッチ,捕集電圧,フレームパワー等との関連を研究する必要がある。
    ②では,イオン電流を100nAレベルで一定に保持するようにイオン捕集電圧をフィードバック制御するアナログ回路をオペアンプで製作し,火炎の接近に伴い捕集電圧が低下するトラッキング計測が実施できることを確認した。イオン捕集電圧は,センサ面の表面電流等の影響を補正し,自然対数型の換算式を用いることで,火炎・壁面距離へ換算できることを確認した。トラッキング計測では,設定電流が供給できるだけのイオン濃度を持つ反応帯前面の位置に応じて電圧が変わっており,火炎の特性に影響されにくい火炎距離の計測が期待される。櫛歯電極ピッチ800~2000&#181;mのセンサを用いて1000&#181;mから200&#181;mの範囲で火炎の接近挙動が計測できることを確認した。

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  • 隣接多点薄膜温度センサによる局所熱伝達と壁面近傍移流速度の計測

    研究課題/領域番号:20K04316  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    中別府 修

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    本研究では,乱れを伴う流動伝熱場における壁面の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するとともに,抽出された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とを目的としている。
    前年度には,直径480μmの円形RTD4個を約1mm四方に収めた近接多点センサをシリコン基板上に製作し,ノズルから個別に噴出される渦輪が壁面に衝突する場,乱れを含む流れが壁面に沿って流れる場での計測から,4つのセンサの熱流束信号の遅れを利用し,流動変動の移流を算出できること,境界層流れでは壁面から約2mmの高さの速度のレベルと一致することを確認した。
    今年度は,1.5mm四方の正方形の頂点と中心に直径300μmmのRTDを配した隣接5点熱流束センサをアルミ合金基板上に製作し,センサ基板を加熱した状態で突起付き円筒をセンサ上で回転させ,周期的な流動変動をセンサ近傍に与え,流れと熱流束の関係を調べた。円筒面とセンサ面の距離が2~6mmの範囲で,円筒面の移動速度の約30%の移流速度が計測され,突起の通過に伴いセンサ上で渦が作られ,渦が円筒面の1/2程度の速度で移動し,温度境界層を一時的に薄くする効果が計測される熱流束信号に強く影響するものと観察された。
    研究成果は日本機械学会熱工学部門主催の熱工学コンファレンス2021にて発表(「渦輪衝突時の壁面近傍流動 と瞬時熱流束の関係」山口・中別府)し,非定常熱伝達における瞬時流動と瞬時熱流束の関係として議論を行った。

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  • 単一個体の活動性を調べるナノワットバイオカロリメータの開発

    研究課題/領域番号:17K06211  2017年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    中別府 修

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    本研究は,単一個体の代謝熱量を調べるナノワット級のバイオカロリメータの開発を目的とし,熱量センサの高感度化,増幅回路の低ノイズ化,多重恒温槽の安定性向上を行った。センサでは,MEMS技術を用いた高感度サーモパイルセンサを製作し,差動上下センサ構造を採用した。増幅回路には,4個の計装アンプを並列した低ノイズ回路を導入した。恒温槽は4重構造とし,温度制御にデジタルPI制御を実施した。
    結果として,酵母菌の増殖過程,ブラインシュリンプの単一卵の孵化過程に対して連続100時間を超える安定した計測が可能なことを示し,10nWレベルから10μWレベルの範囲で,代謝熱計測が可能なことが示された。

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  • 多次元複合光学計測とGPUクラウドDNSによる乱流予混合火炎の多重階層構造の解明

    研究課題/領域番号:23226005  2011年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    宮内 敏雄, 中別府 修, 店橋 護, 志村 祐康, 福島 直哉

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    配分額:209950000円 ( 直接経費:161500000円 、 間接経費:48450000円 )

    多くの実用燃焼器内の流れは,高レイノルズ数及び高圧力条件の下にあり,乱流の階層構造による火炎面の階層構造が乱流燃焼特性を支配している.本研究では,超並列GPUクラウドによる直接数値計算(DNS)と多次元複合光学計測を用いて,高圧力環境下,高レイノルズ数乱流予混合火炎の火炎面及び火炎内部の階層構造を明らかにすると共に,それに基づくサブ・グリッド・スケール(SGS)燃焼モデルを開発し,乱流燃焼のラージ・エディ・シミュレーション(LES)を構築した.

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  • 湿度操作による空気中ナノ浮遊粒子・ガス状化学物質の除去

    研究課題/領域番号:22656054  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    中別府 修

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    配分額:3650000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:450000円 )

    本研究は,空気を加熱加湿し冷却除湿する湿度操作によって,空気中に存在するナノ~マイクロメートルサイズにわたる浮遊粒子状物質(SPM)およびガス状化学物質の除去技術を提案し,その性能,実現性を明らかとすることを目的としている。平板フィン型熱交換器を用いた低空気流量の実験では,空気の絶対湿度変化0.2kg/kgで,総SPMの約80%を除去することが示された.化学物質除去実験では,入口濃度670ppmのアンモニア混合空気から,約55%のアンモニアを定常的に除去できることが示された.また,ヒートポンプの導入により,消費電力量は1/8程度に低減できることが示された.

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  • MEMS技術を用いた複合ナノ熱分析システムの開発

    研究課題/領域番号:20360103  2008年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中別府 修

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    配分額:19500000円 ( 直接経費:15000000円 、 間接経費:4500000円 )

    本研究は, MEMS技術で作成される微小カロリメータを電子顕微鏡(SEM)やエネルギー分散型X線分析装置(EDXS)と複合化し,微小試料に対する超高速,高感度熱・質量分析を行う格段に分析能力の優れた複合ナノ熱分析システムの開発を目的としている.
    このため,カンチレバー型微小カロリメータの共振を利用した極微量質量計測技術, SEMと微小カロリメータを組み合せたナノ熱分析の複合化,微小試料を取り扱うサンプルマニピュレーション技術研究を実施した。
    結果として, 260~ 800ミクロン長さの微小なカンチレバー型のカロリメータをMEMS技術で製作し,マイクログラム~ナノグラム試料を金属,無機試料を対象とした熱分析,質量分析に関し以下の成果を得た。
    微量質量計測技術に関しては,振動を光学的に検出し共振振動数を計測する方法に加え,歪ゲージを内蔵したカンチレバー型カロリメータを開発し,計測システムの簡素化を実現し,室温から800℃にわたる広い温度範囲でマイクログラム以下の微小試料に対して熱・質量計測が可能なことが示された。
    SEMにカンチレバー型カロリメータを内蔵した複合分析器では,低加速電圧式の卓上SEM内に質量計測機能を伴う微小カロリメータを導入し,微小な形状変化を観察しながら吸発熱が計測できる可視化熱分析を示すことができた。また,試料の組成をEDXSで調べる複合計測が可能なことが分かった。
    微小な試料をマニピュレートする方法としては,ニードル型プローブ表面の水分量を熱的に制御することで,付着力を1~ 10マイクロニュートンレベルで変化できることが示され,微小試料の付着型マニピュレーションに期待がもてることが示された。

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  • 湿度操作を用いた空気清浄の研究

    2007年

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    資金種別:競争的資金

    室内空気に加湿と除湿の操作を行い,空気に含まれる浮遊粒子状物質を除去する研究。高電圧やフィルターを用いない空気清浄法としての可能性を実験的に調べている。

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  • 付着力を熱的に制御したマイクロマニピュレーション

    2007年

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    資金種別:競争的資金

    微小物体のマニピュレーションでは,重力に比べ付着力が支配的となり,付着力を制御することで,対象物の取り上げ,設置が可能になる.物体とマニピュレータ間の微量な水分の量を熱的に制御し,付着力を変化させる実験を実施している.

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  • 走査型熱顕微鏡によるナノ熱物性計測法の開発

    研究課題/領域番号:17360094  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中別府 修

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    配分額:11370000円 ( 直接経費:10800000円 、 間接経費:570000円 )

    本研究では,走査型熱顕微鏡(SThM)上で,ナノスケール空間分解能と定量性を備えた局所熱伝導率計測法を開発することを目的とし,多機能カンチレバープローブを製作し,その性能を実験的に評価した,カンチレバープローブは長さ600ミクロン,厚さ2ミクロンの酸化シリコンを本体とし,先端部から接触熱電対用電極,熱量校正用ヒータ,熱流計測用サーモパイル,温度計測用熱電対,プローブ加熱用のヒータを集積したものである,SThM上で局所熱伝導率を計測するには,試料とプローブの温度差と輸送熱量の比となる熱コンダクタンスと,接触状態を反映する接触部温度を同時に計測する必要があり,また,高い精度が要求される.本研究で開発したカンチレバープローブは,熱流計測を内部ヒータの発熱量で較正でき,また,薄膜熱電対の起電力も内蔵ヒータの温度特性を利用してプローブ単体で決定できるものであり,微細加工プロセスで作成されるセンサに共通する感度較正のあいまいさを排除し精度の改善が可能である.
    カンチレバープローブをSThMへ搭載し性能試験を実施した結果,10^<-4>Pa以下の真空環境では,熱フィードバックを行いサブミクロンスケールで試料表面温度を計測できる能動温度計測法が実施でき,プローブ先端部ヒータを発熱させ接触部へ流入する熱流をサーモパイルで計測することにより,高空間分解能な熱コンダクタンス画像計測が可能なことが示された.さらに,試料表面に金属薄膜をコートし,プローブ先端の電極との間に接触熱電対を構成することで,接触部界面の温度をモニターできる.接触熱コンダクタンスと接触温度の同時計測が可能であり,定量的な局所熱伝導率計測が行えることが示された。

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  • MEMSセンサによる沸騰熱伝達機構の研究

    2004年

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    資金種別:競争的資金

    薄膜熱電対を集積したMEMSセンサにより,孤立気泡域の核沸騰熱伝達機構を詳細に実験的に調べる研究。発砲・気泡成長・離脱の各過程において,気泡底部の詳細な温度計測に成功し,伝熱壁内部の非定常熱伝導解析より,詳細な壁面熱輸送の挙動が明らかとなった。

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  • MEMSセンサによる細胞の代謝熱モニタリング

    研究課題/領域番号:18651055  2003年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    中別府 修

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    資金種別:競争的資金

    本研究は,MEMS技術,高精度温度・熱量計測技術,高度熱安定化技術を駆使して10pWレベルの極微量熱量計測技術を開発し,液中の単一または少数細胞の代謝活性や各種刺激に対する熱応答のモニタ,計測技術の開発を目的としている.この代謝熱計測技術により,細胞の活動状況,化学物質や薬剤等に対する細胞の応答がその活動範囲内で速やかに,定量的に計測可能となることが期待される。
    平成20年度は,ガラス基板上に微細加工プロセスで形成する薄膜サーモパイルセンサの感度向上のため,製作プロセスの見直しを行い,全域でサーモパイルが動作するセンサを製作した.また,従来,単一センサでの計測であったものを,同型センサ2個を用いた差動計測に変更し,長周期の同相ノイズの除去を可能とした.さらに,温度安定化を促進するため,4重恒温槽の格段にペルチェ素子を用いたフィードバック温度制御系を導入した.
    試作システムを用い酵母菌の増殖過程を観察した結果,ノイズレベルは酵母菌3000個の代謝熱と同レベルであり,半日程度の計測から増殖曲線が作成され,その対数増殖特性から初期細胞数を推定することができ,100個程度の酵母菌が100,000個レベルへ増殖する過程が観察された,また,植物の種子を試料とした計測では,発芽に伴う代謝発熱を検出し,多様な応用が出来ることが示された.

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  • 気泡ポンプを内蔵したマイクロヒートパイプの開発

    研究課題/領域番号:15760128  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    中別府 修

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    配分額:3700000円 ( 直接経費:3700000円 )

    液相内の蒸気相界面に空間的曲率差が存在すると,表面張力効果により,蒸気相重心の移動や蒸発凝縮を伴う蒸気相内部での蒸気輸送が生じる.本研究では,この蒸気泡ポンプ効果を効果的に利用するマイクロループヒートパイプの開発を目的とし,マイクロチャンネルプレートを積層したループヒートパイプを試作し,その流動伝熱特性を調べた.
    プレートには,長さ76mm,幅19mm,厚さ0.2〜0.25mmのSUSプレートにレーザー貫通加工で最小流路幅250μm,最大流路幅2mmの面内ループを形成したもの,同長,同幅,厚さ0.3mmのPETプレートに最小流路幅4mm,最大流路幅15mmの面外ループを形成するものの2種類を準備した.
    エタノールを冷媒とし,水平設置条件でループヒートパイプの動作実験を行った.結果として,面内循環式のSUSプレートを用いた場合,積層厚さ0.4〜2.6mmの範囲内では,厚さ2.1mmにおいて熱輸送量が最大となり,最大熱輸送量が9.7Wおよび熱伝導率550W/mK(@ΔT=13.2K)を記録した.また,熱輸送量が限界に達すると加熱部でドライアウトが生じ,急速に熱輸送性能が低下する現象が見られた.
    面外循環式のPETプレートを用いた場合,積層厚さ1.8mmで良い性能を発揮し,等価熱伝導率500W/mK,最大熱輸送量12.8W(@ΔT=34.2K)を記録した.また,実験範囲内ではドライアウトは観察されず,耐熱温度の高い部材の利用で,さらに高い性能が期待される.
    さらに,循環流と熱抵抗によるループヒートパイプの熱輸送モデルを構築し,解析を行った結果,加熱部と冷却部の熱抵抗を低減することで,さらなる熱輸送性能の向上が期待できることが示された.

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  • ナノカロリメトリ技術に関する研究

    2003年

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    資金種別:競争的資金

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  • 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

    研究課題/領域番号:13750167  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    中別府 修

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    配分額:2200000円 ( 直接経費:2200000円 )

    テーパー構造を持つサブミリスケールの内径の流路内で液体が加熱により発泡すると,気泡は表面張力効果により,径の広がる方向へ移動し,このとき,同時に周囲の流体を径の広がる方向へ移動させるポンプ効果を示す.本研究では,高密度発熱体の効果的な冷却を行うための,この蒸気泡ポンプを内蔵した熱輸送デバイスの開発を目的とし,シリコン微細加工で製作したスロート部20μmから160μmの幅のマイクロポンプで蒸気泡駆動マイクロポンプの特性を実験的に調べ,その結果を用いて,熱輸送デバイスの試作,評価を実施した.
    シリコンマイクロポンプの実験では,スロート径40μm,水を作動流体とし,ポンプ部の過熱度20℃の場合,最大圧力4150Pa,最大流量147μl/minの性能が実験的に示された.また,加熱部の壁面はドライアウトした状態で,スロート付近の気液界面から冷却部付近の気液界面へ蒸気が輸送されていることが観察された.
    上記知見をもとに,複数の細いマイクロチャンネルがより太いチャンネルへ連結するポンプ構造を考案し,シリコン基板にループ状の流路を造り込んだ蒸気泡駆動型熱輸送デバイスを試作した.最狭チャンネル幅は50μm,除熱部チャンネル幅は200μm,蒸気流路幅を2mmとし,作動流体に水およびエタノールを用い熱輸送特性を実験的に調べた.結果は,気液界面の分布がデバイスの性能に強く影響し,気液界面が加熱部付近に存在し,蒸気相が冷却部付近まで広がる状態が熱輸送に最適であることが判明した.また,試作デバイスでは,固体熱伝導による熱輸送の60%に相当する内部流動による熱輸送効果が確認された.

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  • 極微細スケール実温度計測機能を有する走査型熱顕微鏡の開発

    研究課題/領域番号:13555051  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中別府 修, 白川部 喜春, 白川辺 喜春

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    配分額:7400000円 ( 直接経費:7400000円 )

    原子間力顕微鏡(AFM)に温度センサーを内蔵したカンチレバープローブを利用し,形状と温度情報を同時に画像化する走査型顕微鏡(SThM)が研究・開発されてきたが,従来手法では,熱的に計測さる物理量が試料とカンチレバー間を移動する熱流の大小であり,温度計測の定量性や再現性の低さが問題となっていた.本研究では,従来の受動的温度計測法に対し,カンチレバー上の熱流を計測し,その情報をカンチレバー温度調整機構にフィードバックし,常にカンチレバー温度を試料温度と一致させる制御を行い,接触条件や試料の熱物性値に影響されずに温度を定量的に計測可能な能動的温度計測手法をSThMに導入し,試料の絶対温度を10nmオーダーの空間分解能で計測するSThMの開発を目的とする.
    研究は,熱流検出,加熱,温度検出の3つの機能を持つ酸化シリコン製マイクロカンチレバープローブの開発,アナログ回路による安定したフィードバック回路の開発,真空環境におけるAFM上での特性評価の3つのフェーズを実施した.
    カンチレバーの製作では,予め集中定数モデルによる応答評価を実施し,半導体微細加工技術を用いて試行錯誤の結果,長さ260μm,厚さ3μm, siO2製の三角形形状カンチレバーにクロム・ニッケルの薄膜でサーモパイル,熱電対,ヒータを内蔵したセンサの開発に成功した.フィードバック回路には,高感度計装アンプ,フィルター回路,平方根回路が組み込まれ,10Hz以下の信号には良好に応答するものが製作された.
    性能試験では,まず,静的にカンチレバーと試料を接触させた状態で,金属から樹脂に至る広い範囲の熱伝導率を持つ試料に対して,±1℃の感度で実温度を計測すること,約50Hzの応答速度を持つこと,空間分解能としてカンチレバー先端と試料の接触部の大きさが約30nmであることが示された.また,温度場の画像化試験では,表面の凹凸に囚われず試料温度が計測されること,発熱体の温度を正確に計測可能なことが示された.

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  • 薄膜―固体界面のエネルギー輸送特性の解明

    研究課題/領域番号:11650210  1999年 - 2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    井上 剛良, 鈴木 祐二, 中別府 修

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    配分額:3600000円 ( 直接経費:3600000円 )

    半導体素子内部の局所微小領域において発生した高密度な熱を除去するためには熱伝導により基板または素子表面まで熱を効率的に輸送し、素子表面から沸騰伝熱等により熱除去を行うことが重要となる。この場合、幾層にも積層された薄膜間を熱エネルギーが輸送されることになるが、この薄膜境界では境界近傍の原子・分子の構造および運動の特異性からバルク内のエネルギー輸送とは異なった特性を持つと考えられる。本研究では界面近傍における原子・分子の構造およびそれらの運動特性と薄膜界面でのエネルギー輸送特性を原子レベルで明らかにし、さらに薄膜製作方法や製作条件による界面近傍の構造や特性の違いを明らかにすることにより、界面でのエネルギー輸送特性の優れた集積回路を形成するための指針を確立することを目的としている。
    平成11年度は、真空蒸着によりガラス、NaClおよびMgO単結晶基板上にAu、Ptの薄膜を作成し、これを通電加熱またはレーザー加熱し、薄膜表面の光反射率の温度依存性を利用することにより薄膜温度の時間変化を求める計測システムを構築した。また、3ω法を用いた簡便な反射率温度係数の較正方法を提案し、これによりAu、Ptの反射率温度係数としてそれぞれ-4.15x10^<-5>[1/K]、-3.51x10^<-5>[1/K]の値を得た。また、実験結果と1次元非定常熱伝導シミュレーション結果を比較することにより、種々の薄膜基板間の境界熱抵抗を測定し、多くの場合に10^<-8>から10^<-7>[m^2K/W]程度になることを示した。
    平成12年度は、あらたに薄膜型熱電対を用いた境界熱抵抗の計測手法を提案した。また、薄膜基板界面における境界熱抵抗が、ミスマッチモデルによる熱抵抗と界面近傍における電子とフォノンの非平衡性による熱抵抗の和として記述されることを理論的に明らかにした。

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  • 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

    研究課題/領域番号:11750156  1999年 - 2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:2200000円 ( 直接経費:2200000円 )

    結晶の成長形には,ファセット状やデンドライト状などいろいろな形態があり,その複雑かつ秩序ある形態の形成機構は,温度・濃度場,形態と過冷度の関係,異方性,非平衡性を考慮し大規模な数値計算(フェーズフィールドモデル,PFM)を行うことで解明されつつある.本研究では,実在物質の結晶成長形態を説明,予測するために,実験的に凝固界面の熱的・組織的過冷度,結晶の成長方向と凝固速度の関係(界面カイネティクス)を精密に計測し,非平衡性・異方性を数値化し,この新しい物性値を利用したPFM計算を行った.
    結晶の成長速度を実測するには,移動式,および温度可変式の方向性凝固装置を製作し,界面過冷度が大きなザロール等のファセット凝固を示す物質から,界面過冷度の小さなスクシノニトリル,水等のノンファセット凝固を示す物質まで計測を行った。結果として,単位界面過冷度当りの結晶成長速度として,ザロールでは,<100>方向に5.28μm/s・K,<101>方向に1.80μm/s・Kの値が測定され,水では<0001>方向に71μm/s・K,<1120>方向に380μm/s・Kの値が測定された。
    特定の結晶方位に対して実測された成長速度を元に,結晶の対称性と結晶面内の分子数と成長速度の関係を考慮し,方位と成長速度の関係をモデル化し,PFMによる結晶成長シミュレーションを行った。二次元結晶成長シミュレーションの結果,ザロールを模擬したケースでは,実在結晶と同様のファセット凝固が再現され,また,水のc軸を含む面内の結晶成長を模擬したケースでは,A軸方向に優勢に成長が進むファセット状の凝固様式が再現された。c軸に垂直な面内のシミュレーションでは,6回対称性を持つ強度5%の異方性を導入した場合に,実在結晶の特徴を示すシミュレーション結果が得られた。
    本研究により,界面カイネティクス情報を何らかの手段により特定することで,PFM等によるシミュレーションで,結晶成長を予測可能であることが示された。

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  • 超小型冷凍機用マイクロチャンネル熱交換器の開発

    研究課題/領域番号:09555071  1997年 - 1999年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    鈴木 祐二, 高木 周, 中別府 修, 井上 剛良, 蛭子 毅

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    配分額:13600000円 ( 直接経費:13600000円 )

    ステンレス板上に放電加工により,深さ209μm,幅212μm,長さ9.96mmの直線流路を400μm間隔に平行に25本並べ,上部にアクリル製の蓋を被せることにより,平板型マイクロチャンネルを製作し,水単相流および気液二相流(水および窒素)における流動・伝熱特性について検討した.気液二相流によって生じるChisholmの圧力損失パラメータの値は,通常サイズ流路に比べて小さくなり,流動様式線図と圧力損失線図が密接な関係があることが分かった.さらに,マイクロチャンネル内二相流の伝熱特性は,気相による撹拌効果により液単相に比べ約2倍程度促進されることが確認された.次に厚さ200μmのステンレス薄板にレーザー加工により幅250μm,長さ17mmの直線流路を500μm間隔に並列に26本設け,同様に加工したヘッダーおよびフッター部を重ね合わせたものを2組直交して重ね一体化することにより積層型マイクロチャンネル熱交換器を製作し,液単相流および熱交換器内で相変化を伴う場合の流動・伝熱特性の検討を行った.温水・冷水における液単相流による熱交換実験を行ったところ,流量が増加するとヘッダー部とチャンネル部の分岐部で生ずるはく離により流動抵抗が増大し,また熱交換量は両流体の入口温度差に比例し,流量と共に増加しており,これは層流熱伝達特性により説明される.本マイクロチャンネル熱交換器は10kW/m^2Kをこえる熱通過率を持ち,13mm四方の伝熱面積で30W程度(対数平均温度差20℃)の伝熱性能を有することが分かった.さらに,温水とフロリナート(FX-3250)による熱交換実験を行ったところ,流動抵抗は流路内のわずかな発泡で増加するが,伝熱特性の増加は沸騰がある程度激しく生じなければ見られなかった.また,フロリナートの流動様式が単相,二相によらず,伝熱量は対数平均温度差に比例する形で整理することができることが判明した.

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  • 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

    研究課題/領域番号:09750214  1997年 - 1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:2500000円 ( 直接経費:2500000円 )

    本研究では,細線プローブに周波数1ωの交流を印加し非線形効果により生じる3倍高調波成分から流体の熱物性値を計測する3ωとプローブにステップ的に電圧を印加しプローブの温度応答から熱物性値を計測する非定常細線法を組み合わせ,さらに,得られた信号をウェーブレット分解し各周波数成分の持つ情報と非定常信号の持つ情報から,流体の各種物性値,物理量を一つのシステムで計測する手法の確立を目的とし,以下の研究を行った.
    3ω法では,直径10μmの白金細線プローブ,抵抗の変化を検出するブリッジ回路,差動アンプ,ロックインアンプで構成された計測システムで,水,エタノール,空気等の静止流体に対して熱伝導率,温度伝導率の計測実験を行い,その性能を確認した.流体への3ω法の適用には定常加熱成分が誘起する自然対流の影響を正しく評価することが必要であり,計測値が理論値よりずれる点を整理し,また,数値シミュレーションを行うことで,自然対流強さと印可電圧周波数の関係として,その適用可能条件を明らかにした.
    また,細線プローブに単一周波数1ωの交流電圧をステップ状に印加し,印加直後から定常状態に至る全時間領域の1ω応答および非線形効果から現れる3倍高調波3ω応答をデジタルオシロスコープで記録し,ウェーブレット時間周波数解析プログラムを開発・使用することで,直流加熱に対する応答と2ωの発熱に対する応答を同時に取り出す試みを行った.直流加熱に対する応答および,2ω発熱に対する応答の両方から熱伝導率を求めることは可能であったが,ウェーブレット解析では,厳密には必要な周波数成分が分離できないため,3ω法だけを使用した場合の精度と比べ,計測精度の向上は達成されなかった.

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  • マイクロカンティレバーを用いた超高感度熱流束測定法の開発と薄膜蒸着過程への応用

    研究課題/領域番号:09650228  1997年 - 1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    井上 剛良, 中別府 修

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    配分額:3700000円 ( 直接経費:3700000円 )

    近年の半導体産業における加工技術の目覚ましい進歩により、マイクロからナノスケールの加工が可能となり、これに伴って微小スケールにおける温度分布等の熱流体場の測定が重要となってきている。本研究では原子間力顕微鏡(AFM)に用いられる微小なマイクロカンティレバーをセンサープローブとし、このカンティレバーのたわみを光てこ法や抵抗変化を用いて検出することにより、高感度、高空間分解能で応答速度の速い温度・熱流束測定法を開発し、これを真空蒸着過程へ適用することにより金属分子線の熱流束や分子線強度の測定を行い、分子線強度が凝縮係数に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。
    本年度は,AFMのマイクロカンティレバーを利用したバイマテリアルマイクロカンティレバーおよび圧電性結晶からなるピエゾレジスティブレバーを用いて温度や熱流束の計測を行った。
    1. バイマテリアルカンティレバーを用いた計測システムの分解能は10^<-3>K、1μW、時定数は10msec程度であることを示した。
    2. ピエゾレジスティブレバーを用いることにより光てこ方式に較べて格段にシンプルな微小温度計測システムを構築することが可能であることを示した。この場合の計測システムの分解能もやはり10^<-3>K、1μW、時定数は10msec程度であることを示した。
    3. 噴流の質量流速によりピエゾレジスティブレバーが撓むことを確認し、この効果を用いて噴流の速度分布を測定できることがわかった。
    今後は、ピエゾレジステイブレバーに金属薄膜を蒸着することによりバイマテリアル効果を付加することにより、より高感度な熱流速計測を行う予定である。

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  • 中性金属原子の並進エネルギーを選別するための速度選別器の開発とその熱工学への適用

    研究課題/領域番号:08555051  1996年 - 1997年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井上 剛良, 伊藤 弘基, 鈴木 祐二, 中別府 修

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    配分額:4200000円 ( 直接経費:4200000円 )

    分子の固体表面への凝縮は蒸着技術として半導体産業など現代の最先端分野に応用され、近年進歩が著しい技術の一つである。しかしながら薄膜形成過程の物理・化学現象は十分に理解されているとは言い難い。本研究では従来から重要なパラメータであると言われている入射原子の速度を機械的に選別するHostettler-Bernstein型の分子線速度選別器を用いて熱電半導体薄膜であるBi,Teの合金及びBi2Te3を作成し、熱起電力による薄膜の評価を行った。その際従来の作成法通り基板温度の調節も併せて行った。その結果薄膜の評価が熱起電力測定で行え、基板温度が熱電半導体薄膜の作成時にも重要なパラメータであり、さらに速度選別を用いるとさらに優れた物性を有する薄膜を作成することができた。一方で速度選別真空実験では調べることができない薄膜生成の素過程に関して、分子動力学法により数値シミュレーションを行った。
    その結果
    1)基板温度は核成長速度及び再蒸発といった統計的な値だけでなく、さらには薄膜結晶構造に大きく影響を及ぼした。特に基板温度を上げすぎた場合、薄膜の結晶構造は大きく乱れた。
    2)適度な基板温度においては入射速度及び蒸着頻度も薄膜生成に影響を及ぼし、薄膜の結晶構造を操作することが可能である。本シミュレーションでは小さい入射速度、小さい蒸着頻度によって良い薄膜の結晶構造を得ることができた。
    しかしながら、どのようにして作成した薄膜の結晶構造が乱れるのかについて詳細な検討は行っておらず、基板と異なる方位の結晶構造の発生メカニズムに関する研究が必要である。また分子シミュレーションは簡単のため単原子分子の系で行っており、今後、実際に行われている金属や半導体などの系を計算するためには量子分子動力学法による計算が必要であると考えられる。

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  • 界面の分子論的構造が及ぼす気液二相流動への影響の解明とそれを応用した流動制御

    研究課題/領域番号:08455088  1996年 - 1997年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    松本 洋一郎, 松井 純, 高木 周, 中別府 修, 市川 保正, 丸山 茂夫

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    配分額:8800000円 ( 直接経費:8800000円 )

    気体二相流動にとって,気液界面における質量,運動量,エネルギーの輸送現象は,最も基礎的な現象であり,界面の状態により大きな変化をみせる.例えば,液体中に多くの気泡を含む気泡流の場合,界面活性剤の混入により,気泡同士の合体が妨げられたり,気泡の上昇速度が減少することにより,流動構造全体に大きな影響を与えることが知られている.本研究では,これらの知見に基づき,液中に存在する界面吸着物質の濃度と表面構造の関係の解明,さらに,物質濃度の違いがマクロな流動へ与える影響に対する定量的解析を目的とし,超純水,既知濃度の界面活性剤混入水を用いた単一上昇気泡の挙動を調べる実験およびNS方程式を基礎方程式とした数値計算による界面活性剤の気液二相流動に与える影響のシミュレーションを行った.
    実験では,超純水中において理論的に導出されるレイノルズ数と抵抗係数の関係が再現され,また,10^<-5>Vol%の3-ペンタノールの混入で,単一気泡の終端速度が有為に低下することが観察され,界面活性剤の影響が調べられた.
    また,数値計算においては,変形を伴わない球形気泡に対して,Henry型とLangmuir型の吸着モデルを用い,界面に沿う直交曲線座標系による解析を行い,界面活性剤の濃度と気泡に働く抗力の関係について解析した.計算結果より,微量な界面活性剤の混入においても,界面吸着物質のもたらすマランゴニ効果により気泡に働く抗力が著しく増加する可能性があること,気泡径が等しく終端速度が同じ場合,レイノルズ数が高いほどマランゴニ効果が大きくなることなどが示された.また,純水中とは異なり,マランゴニ効果により気泡後部に2次渦を伴う剥離渦が形成される様子がシミュレートされた.

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  • 液相成長する氷晶のナノ・マイクロスケール構造の解明

    研究課題/領域番号:08750225  1996年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:1000000円 ( 直接経費:1000000円 )

    本研究では、氷晶の形態,特性をサブミリからナノメータスケールに渡る広いダイナミックレンジの計測を行い,マクロに現れてくるセルラ-氷晶やデンドライト氷晶の形態形成機構を解明するため,光学顕微鏡による水溶液の凝固実験と原子間力顕微鏡(AFM)による霜の観察を行った.
    水溶液の凝固実験では,方向性凝固装置と過マンガン酸ナトリウム水溶液の吸光性を利用し,水溶液濃度と氷晶の3次元形態の観察を行った.これにより,5wt%以下の水溶液では,セルラ-状の凝固が起こり,凝固速度が速いほど,氷の間で濃縮される溶質量が増加すること,ある速度以上になると凝固形態に異方性が強く現れ,三角形断面の冷却面を除く一辺が優先的に成長し残りの一辺は殆ど成長しないこと,下面から冷却されているにも関わらず,縦長の三角形氷ができることが観察された.この異方性は,六角柱構造をした氷の結晶構造に由来するものと理解された.
    原子間力顕微鏡による霜の観察は,AFMのカンチレバ-は熱膨張率の異なる2相構造であるため,霜に接触した場合と僅かに離れた場合で熱変形が大きく,アプローチから計測を自動的に行なわせることが難しい,環境の湿度を十分に制御しないと観察中に氷が成長しずぎてAFMの観察範囲を越えてしまうという理由で非常に困難なものであった.僅かに観察された結果は,銅製ステージ上で霜の端が層状に進行し霜領域が拡大していく様子,端部にセルラ-状の構造が見られ,そのスケールは1μm以下であることという点であった.水溶液中でのセルラ-凝固のスケールは10μm以上であり,気相中で生成する氷晶の構造スケールはさらに小さいことが分かった.

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  • 原子間力走査型顕微鏡(AFM)を用いた極微細領域の温度測定法の開発

    研究課題/領域番号:07555069  1995年 - 1996年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    土方 邦夫, 平澤 茂樹, 中別府 修

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    配分額:13300000円 ( 直接経費:13300000円 )

    本研究では,微細電気伝導プローブ,微細熱電対プローブを製作し,原子間力顕微鏡を用いて,サンプルとプローブの針先で構成されるポイントコンタクトを通しての,電気伝導,熱伝達の解明,および,サブミクロン構造を持つ試料表面の電気伝導・熱伝導像の計測を行った.
    プローブ作成は,金,白金,ニッケル細線を電気化学的に先鋭化し,絶縁被膜を付けた後,金または白金薄膜を蒸着し,針先に熱電対接点を形成するプロセスを開発し,先端曲率半径5μm,接点サイズ10μm程度のプローブを製作出来た.また,電気伝導プローブは同じプロセスで金細線・金薄膜の組み合わせを用い,ポイントコンタクト電気コンダクタンスを四端子法で計測した.
    ポイントコンタクトの状態を解明するため,プローブを試料に近づけ,接触させ荷重を変化させた時の,電気コンダクタンスを計測し,材料の弾性,塑性変形モデル,電子輸送のバルク,メゾスコピックモデルと比較することで,接触点の半径が10nm以下であり,塑性変形が起こり電子は平均自由行程が接触径を超えているメゾスコピック状態で移動することが結論付けられた.
    また,ポイントコンタクトにおける熱輸送は,周囲気体の影響を大きく受けるため,微細熱電対プローブで加熱試料からの熱伝達を調べる場合には,原子間力顕微鏡を真空容器内に格納し,環境圧力を変化させて計測を行った.大気圧下では空気を通しての熱伝導が支配的であり,微細領域の熱画像を撮った場合,空間分解能は30μm程度になるが,圧力の低下に伴い空間分解能は上昇すること,点接触を通しての伝熱は非常に少ないため,さらに微細な熱電対プローブが必要とされることが明らかとなった.さらに,複合材料の熱物性値分布の計測を行った結果,10^<-4>Torrの真空環境で0.1μm程度の分解能で熱伝導率のイメージが得られ,研究目的を十分に達成することが出来た.

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  • 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

    研究課題/領域番号:07750222  1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:1100000円 ( 直接経費:1100000円 )

    本研究では、スラッシュ相の生成過程における伝熱特性,さらに生成される氷の特徴を解明するため,次の実験的研究を行った.試験容器内に,水と水より重い非水溶性の冷媒を入れ,冷媒を循環させる.冷媒は外部で熱交換され-10℃に冷やされ,容器底面から噴流として容器内に流入する.容器内部の冷媒と水は,噴流により攪拌され除熱され,温度が低下する.水温は一度-2℃程度の過冷状態を示した後,氷晶が発生し0℃となる.この後は,水温は0℃を維持し,氷の量が増加する.
    この時の熱伝達率を,氷が発生するまでは水温の変化から,また,氷が発生した後は,容器内にヒ-タを入れ氷を融解するのに必要な熱量を測ることで氷の量を測定し求めた.この結果,噴流の熱伝達率は,通常の平板への衝突噴流熱伝達による値より大きく,噴流が水の内部へ進入して伝熱面積が増加する事を示していた.また,氷が発生すると熱伝達率が氷の発生前より約2倍に上昇し,氷の量が増加するに連れて熱伝達率が低下することが分かった.
    発生する氷については,高倍率のCCDカメラを通して観察した結果,噴流部で直接水が低温の冷媒に接触して発生するのは1mm以下の径の扁平な氷であり,生成時に持っていた突起や六角形構造は,0℃の水中ですぐに無くなり,曲率の小さい構造となること,水と冷媒が接触している界面には先端部が樹枝状の薄い氷が連続的に生成することが分かった.また,発生する氷の形状を定量的に評価するためフラクタル次元の概念を使用し,過冷度が増加すると,氷晶の複雑さが増加し,フラクタル次元が増すことが示された.

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  • 多重積層電子デバイス内のミクロ熱移動の解明と沸騰伝熱との達成による除熱促進

    研究課題/領域番号:06452185  1994年 - 1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(B)

    土方 邦夫, 鈴木 祐二, 中別府 修, 長崎 孝夫

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    配分額:6900000円 ( 直接経費:6900000円 )

    多重積層電子素子の冷却において重要となる基板内の微小発熱素子からのミクロスケール熱移動と沸騰伝熱による除熱促進につき実験的・理論的研究を行った。理論解析として素子近傍のミクロスケール伝熱とマクロスケールで生じる対流冷却を扱うため領域分割法を用い、さらに周期加熱を扱うため基礎式をフーリエ変換して解く方法を用いることにより、基板内熱伝導と対流冷却が連成した非定常問題を広範囲の幾何学的条件および冷却条件について数値的に解いた。その結果より発熱周波数、基板・素子寸法等の条件と素子温度上昇の関係について無次元整理を行い、素子温度上昇を支配する伝熱機構の遷移を無次元パラメータのマップ上に示すととも、マップ上の部分領域について簡易予測法が成立することを示した。さらに沸騰伝熱による除熱促進を図るためプール沸騰および微細流路による強制対流沸騰実験を行った。その結果、基板内に離散的に存在する微細発熱素子からの沸騰では、素子温度は基板熱伝導の影響を強く受けること、気泡の生成・離脱に伴い素子温度が変動することなど従来の連続加熱面とは伝熱挙動が異なることを示すとともに、素子の大きさ,個数,間隔などの影響を明らかにした。さらにミクロンオーダーの微細構造内の温度測定法としてポイントコンタクト熱起電力に注目し、表面酸化膜がある場合には電子トンネル効果によって、また酸化膜がない場合には点接触に固有の非平衡効果によって熱起電力が生じることを理論解析により示すとともに、これらの解析により測定結果がよく説明できることを示した。

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  • 微小温度・熱物性値測定による温度・濃度場の可視化

    研究課題/領域番号:06750200  1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

    本研究では電気抵抗の温度依存性を利用し、Lock-in計測法により、同一装置による高精度な温度、熱伝導率の測定を行い、その測定精度、適応限界を明らかにした。
    本測定法では、Wheat-Stone Bridgeの一つの抵抗に温度依存性の高い抵抗体(金属細線,薄膜)を用い、計測プローブとし、Lock-inアンプから角周波数ωの交流電圧を印加する。抵抗では直流成分と2ωの周波数を持つ発熱が起こり、直流分と2ωの周波数成分を持つ温度上昇が起こり、抵抗も変化する。この結果、ブリッジの出力電圧は、1ω成分と3ω成分を持ち、加熱量を十分小さく取ることで、1ω成分からプローブ近傍の温度が、また、3ω成分から2ωの温度変動成分が得られ、変動温度から周囲物質の熱伝導率が求められる。
    温度測定は水中におかれたニクロム線周りの自然対流の可視化を直径10μmの白金細線プローブで行い、比較的高精度の温度測定が可能なサーミスターでの測定結果と比較した。両者の測定結果はよく一致しており、本測定法では、白金プローブにおいて0.02℃の精度で温度計測が可能であることが分かった。
    変動温度の実験は、直径10μmの白金細線、タングステン細線を用い、空気、水、エポキシ樹脂中で、また、ガラス基板上に蒸着されたITO薄膜を用い空気中で行った。プローブ周りの対流の効果を考慮しない熱伝導モデルと測定結果を比較し、両者は空気中では大きくずれ、水中及び固体中では印加電圧周波数320Hz以下でモデルとよく一致することが分かった。薄膜の場合にも、ガラス基板の熱伝導が気体側の熱伝達に比べ支配的なため、基板側熱伝導の解と周波数320Hz以下の範囲で良好な一致を見せた。また、変動温度測定から周囲液体の熱伝導率を求め、混合液の濃度計測が可能なことを、水の上にエタノールを静かに注ぎ成層化した混合液の拡散による混合過程を測定することで示した。

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  • 超簡易形膨張圧縮機を用いたヒートポンプの試作

    研究課題/領域番号:05558063  1993年 - 1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  試験研究(B)

    土方 邦夫, 鳥越 邦和, 鈴木 祐二, 中別府 修

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    配分額:7900000円 ( 直接経費:7900000円 )

    本研究ではフリーピストン式膨張圧縮機を試作し、その動作時の注意点、特性を明かにし、ランキンサイクルとヒートポンプサイクルが組み合わさった、複合サイクルを実現することを目的としている。昨年度迄にフリーピストン式膨張圧縮機を試作を終了していた。本年度は、問題となっていた吸・排気弁の流量不足を、新たに弁を設計、製作することで解決し、また、ピストン位置を磁石と磁気センサーで精度よく測定できるように改良した。
    膨張圧縮機は、作動流体に窒素ガスを用い、高圧弁、中圧弁、低圧弁の開閉タイミングと全体の動作周期を固定した運転モードと磁気センサーで検出したピストン位置から弁の開閉タイミングを制御するインテリジェントモードの2つの方法で運転を試みた。また、ピストンの位置、速度、左右の膨張室の圧力の測定を行い作動特性の評価を行った。駆動ガスの圧力を3気圧とした場合、固定周期運転では、1Hz以下でピストンは高圧ガスが印加された直度に急速に移動する間欠運動を示し2Hz以上で滑らかな連続運動を示した。運転周波数を増加するとピストンの振幅が減少し、所用の中圧を作るには作動流体を放出する弁の開閉を高速で行わねばならない等の知見を得た。また、インテリジェントモードの運転では、ピストンは流入圧力、放出圧力、弁の開閉時間、センサー・制御系の応答時間で決まる運転周期を持ち、本研究における実験範囲内では数Hzから10Hz程度であった。理論解析との比較から、弁を変えたことで、流入流出時の抵抗損失が低下し、また、数Hz以上の高速運転時には、高圧膨張室からピストンとシリンダーの間隙を通して低圧膨張室へのもれ損失も無視し得ることが分かった。

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  • 生体細胞のミクロ凍結機構の解明

    研究課題/領域番号:05750186  1993年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

    本研究では,生体細胞凍結のメカニズムを解明するため,冷却速度を制御可能なムービングベッドを作成し,純水,塩水溶液,タンパク質水溶液の凍結挙動に関し実験的研究を行った.
    試料はカバーガラスに挟まれ(間隔150mum)ムービングベッドの試料台(銅製)上で冷却されるが,試料台は液体窒素温度の冷却恒温ブロックと加熱ブロック上に位置し,両ブロックの温度を一定に保ち,試料台を低温側へ移動することで試料を凍結させる.ブロックの間隔,温度,試料台の移動速度を変えることで冷却速度を変化させた.
    純水の場合,冷却開始後まず,過冷却状態となり,過冷却解除が起こると,急速に氷晶が成長しデンドライトを形成する.その後氷晶は温度分布に沿って平らに進行する.純水の場合,この凍結挙動は実験範囲内では全てに共通であった.
    塩化ナトリウム水溶液の場合,過冷却解除の後,急速に成長したデンドライト状氷晶は,平衡凝固が進行する間にも見られ,本実験範囲内では常にデンドライトを形成していた.しかし,デンドライトの形状が水溶液の濃度と冷却速度に依存することも分かり,概略,高濃度,高冷却速度ほどデンドライトの間隔が細かいという特徴があった.
    蛋白質溶液としてはアルブミン水溶液を用いた.塩化ナトリウム水溶液同様,デンドライトが現れたが,アルブミンではデンドライト先端部の曲率半径が大きく,単純な塩と高分子量の蛋白質では凍結時に氷晶に与える影響が異なることが分かった.
    また,アルブミンと塩化ナトリウム両者の水溶液では氷晶の形はアルブミンのみのものと近い結果となった.

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  • 半透膜で仕切られた微小領域内水溶液の凍結挙動

    研究課題/領域番号:04750160  1992年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

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  • 高温超伝導薄膜の熱工学的熱・電気・光物性の測定

    研究課題/領域番号:03555040  1991年 - 1992年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  試験研究(B)

    土方 邦夫, 大森 隆夫, 中別府 修, 中山 恒

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    配分額:9900000円 ( 直接経費:9900000円 )

    高温超伝導については、臨界温度の向上という観点から数多くの研究が行われているが、その応用には超伝導体のもつ熱、電気及び光物性、すなわち、ふく射光の吸収率、吸収した熱量の基板への放熱の速さ、それに従って生じる電磁気特性の変化の正確な把握が不可欠である。本研究はこのような観点から、(1)低温域で重要となる薄膜と基板との間の接触熱抵抗を超伝導状態で測定すると共に、サブミクロンスケールでの局所温度の正確な測定のために、(2)点接触プローブを製作し、接点の金属間の熱非平衡によって生じる熱電性能(ゼーベック係数)を4〜100Kの広い温度範囲に渡って研究し、高温超伝導薄膜の様々の分野への応用においても重要な基礎データを得ることを目的としている。当初市販の液体Heにより極低温環境を実現する予定であったが、その後極低温冷凍機の貸与が受けられることになり、研究の精度と能率が格段に向上した。この装置に薄膜の物性測定装置を組み込み、研究計画に従って研究を行なった。
    研究の第一ステップとして、ErBaCuO超伝導薄膜に50μと10μの線巾の異なる細線をエッチングし、それらの電気抵抗の温度測定から超伝導薄膜と基板間の超伝導状態における熱抵抗を実測した。その値は常伝導における熱抵抗と比較した結果、約2桁ほど小さな値を持つことが明かになった。この結果の信頼性を明確にするために、点接触によって生じるゼーベック係数の測定を、銅と銅基板に対して行うと共に、接点に存在する酸化膜の影響を量子力学的に取り扱い、実験値が理論的に説明しうることを明かにした。
    更にこの原理を高温超伝導薄膜に応用するための一歩として、銅細線とSiの半導体との点接触にともなう熱起電力に関する理論的、実験的研究を行ないその特性を明かにした。

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  • 微細溝面上に直交して極微細溝を持つ2段溝形高性能プレート凝縮面の研究

    研究課題/領域番号:03750133  1991年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    中別府 修

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    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

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  • 走査型熱プローブ顕微鏡(SThM)にかかるデバイス及び装置の研究

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    資金種別:競争的資金

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  • 冷却デバイスに関する研究

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    資金種別:競争的資金

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