学位
-
博士(工学) ( 東京工業大学 )
2026/03/07 更新
博士(工学) ( 東京工業大学 )
ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 熱工学
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
国・地域: 日本国
東京工業大学 工学部 機械物理工学科
1984年4月 - 1988年3月
国・地域: 日本国
明治大学 理工学部 機械工学科 専任教授
2007年4月
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
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
東京工業大学 工学部 専任助教授
2000年2月 - 2001年3月
東京工業大学 工学部 専任助手
1998年4月 - 2000年1月
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
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
東京工業大学 工学部 専任助手
1990年4月 - 1996年10月
日本熱物性学会
2010年4月 - 現在
日本熱測定学会
電気学会
日本伝熱学会
日本機械学会
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Nano-DTA and nano-DSC with cantilever-type calorimeter 査読
Osamu Nakabeppu, Kohei Deno
THERMOCHIMICA ACTA 637 1 - 10 2016年8月
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
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
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
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
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
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
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
EVAPORATION AND DEWETTING OF MICROLAYER BENEATH BOILING BUBBLE IN MINICHANNEL 査読
O. Nakabeppu, T. Saito, T.Yabuki
ISTP-25 2014年9月
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
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
小野田渚, 中別府修
Thermal Science & Engineering 22 ( 1 ) 11 - 20 2014年1月
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
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
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
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
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
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
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
Nanocalorimeter for DTA and Mass Measurement in High Temperature Range
Junichi Ishii, Osamu Nakabeppu
Netsu Sokutei W39 14,19 2012年1月
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
APPROACH TO HEAT TRANSFER MECHANISM BENEATH BOILING BUBBLE WITH MEMS SENSOR 査読
Tomohide Yabuki, Osamu Nakabeppu
MNHMT2009, VOL 2 41 - 47 2010年
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
'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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Microscale temperature measurement by scanning thermal microscopy
O Nakabeppu, T Suzuki
JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 69 ( 3 ) 727 - 737 2002年
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
'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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
'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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
'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
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
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
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 )
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
"'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
Comprehensive Handbook of Calorimetry and Thermal Analysis no.
( 担当: 共著)
John Wiley&Sons 2004年9月
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
熱流体の新しい測定法
( 担当: 共著)
養賢堂 1998年9月
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Air Cleaning Method with Humidity Swing Operation for Reducing Suspended Particulate Matters
Nagisa ONODA, Osamu NAKABEPPU
AJTEC2011 2011年3月 ASME-JSME
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
Variation in size distribution of suspended particulate matters in air with humidity swing operation
Nagisa ONODA, Osamu NAKABEPPU
IMECE2010 2010年11月 ASME
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
日本伝熱学会賞
2007年5月
科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞
2005年
第12回国際伝熱会議フランス伝熱学会賞
2002年1月
東工大挑戦的研究賞
2002年1月
米国機械学会熱工学部門最優秀論文賞
1997年11月
日本機械学会奨励賞
1997年5月
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
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800~2000µmのセンサを用いて1000µmから200µmの範囲で火炎の接近挙動が計測できることを確認した。
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
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。
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
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。
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
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.
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
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.
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
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。
湿度操作を用いた空気清浄の研究
2007年
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
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.
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
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。
MEMSセンサによる沸騰熱伝達機構の研究
2004年
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。
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
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.
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
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.
ナノカロリメトリ技術に関する研究
2003年
資金種別:競争的資金
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
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.
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
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.
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
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。
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
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。
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
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.
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
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.
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
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。
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
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。
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
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.
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
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.
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
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.
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
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.
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
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。
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
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。
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
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。
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
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.
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
配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )
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
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。
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
配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )
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
資金種別:競争的資金
冷却デバイスに関する研究
資金種別:競争的資金
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