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J-GLOBAL ID：202202223826543389   整理番号：22A0838514

異方性多孔質媒体最適化と脱均質化によるマイクロリアクタ流れ場の逆設計【JST・京大機械翻訳】

Inverse design of microreactor flow fields through anisotropic porous media optimization and dehomogenization

著者 (5件)： Zhou Yuqing (Toyota Research Institute of North America, 1555 Woodridge Avenue, Ann Arbor, MI, 48105, USA) ,  Lohan Danny J. (Toyota Research Institute of North America, 1555 Woodridge Avenue, Ann Arbor, MI, 48105, USA) ,  Zhou Feng (Toyota Research Institute of North America, 1555 Woodridge Avenue, Ann Arbor, MI, 48105, USA) ,  Nomura Tsuyoshi (Toyota Central R & D Labs., Inc., Bunkyo-ku, Tokyo, 112-0004, Japan) ,  Dede Ercan M. (Toyota Research Institute of North America, 1555 Woodridge Avenue, Ann Arbor, MI, 48105, USA)
資料名： Chemical Engineering Journal  (Chemical Engineering Journal)
巻： 435  号： P2  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： D0723A  ISSN： 1385-8947  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： マイクロリアクタはエネルギー貯蔵と変換システムで広く使用されており,そこでは流体流れ場が反応-流体性能に重要な役割を果たす。従来およびバイオインスパイアード流れ場は文献で研究されているが,それらはしばしば前方設計フレームワークに限定されている。前方設計流れ場は,限られた設計自由度を有する初期レイアウト選択に依存する。本論文では,革新的マイクロリアクタ流れ場設計を発見するために,逆設計と脱均質化フレームワークを提案した。勾配ベースの方法を適用して,異方性多孔質体の空間変化方向を最適化した。後処理ステップにおける複雑なマイクロチャネル構造の方法によって,最適化多孔性媒質性能を回復するために,均質化法を採用した。数値例を通して,多重最適化マイクロリアクタ流れ場に対する反応性能と流体流性能の間のトレードオフを見出した。平行流れ場を,低圧液滴設計として確認した。一次および二次流れ経路を有する分岐流れ場を,反応性能の向上のために発見した。平衡反応-流体性能を有する最適化設計も,入力設計要求によって得ることができた。各流れ場設計の3次元(3D)性能を追加数値シミュレーションにより検証した。最適化流れ場は,従来の並列および蛇行ベンチマーク設計より優れていることを示した。本論文の知見は,生物医学,医薬品およびエネルギー応用における性能向上のための新規反応器流れ場設計に有用である。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 液滴 ,  *最適化 ,  流体流 ,  最適設計 ,  蛇行 ,  流体 ,  二次流れ ,  媒質 ,  多重化 ,  三次元 ,  ベンチマーク ,  *流れ場 ,  *マイクロリアクタ ,  マイクロチャネル
準シソーラス用語： 数値シミュレーション , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： マイクロリアクター ,  流れ場 ,  逆設計 ,  トポロジー最適化 ,  異方性多孔質媒体 ,  脱均質化

分類 (1件)： 反応装置  (XE01030X)

タイトルに関連する用語 (7件)： 異方性 ,  多孔質媒体 ,  最適化 ,  均質化 ,  マイクロリアクタ ,  流れ場 ,  設計