K-§MART SEEDS集パルスレーザー堆積法の数値計算技術開発 ～高速流体・衝撃波の応用～
概要
個体電池の性能向上につながるナノ結晶構造の制御に向けて、流体力学および衝撃波に注目し、パルスレーザ堆積法の流体解析や設計法の研究を行っています。
- 従来技術
- レーザ照射後に発生する超音速で伝播する蒸発蒸気（プルーム）の挙動について、流体力学的視点からのアプローチがほぼ行われておらず、プルーム発生とともに形成される衝撃波についても議論されておりません。
- 優位性
- 数値流体力学を用いて解析することでレーザ照射によるプルーム、衝撃波、および、それらの相互作用の非平衡な挙動を詳細に調べることができます。
特徴
個体電池および太陽電池の性能向上のためにナノ結晶構造の制御が期待されています。しかし、ナノ結晶を構成するナノクラスターの成長過程はまだ明らかにされいません。そこで、このような非平衡な成長プロセスを解明するため数値流体シミュレーションを用いて、レーザによる蒸発蒸気と衝撃波の相互作用を調べます。さらに二つのレーザを用いた手法（DPLA法）を用いることで様々な成長過程における相互作用を調べることができます。
- 実用化イメージ・想定される用途
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・太陽電池
・個体電池
- 実用化に向けた課題
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・大量生産
・低コスト化
研究者紹介
福岡 寛（ふくおか ひろし）researchmap
奈良工業高等専門学校・機械工学科・准教授
研究者からのメッセージ
レーザアブレーションの数値流体解析についての相談ございましたらよろしくお願いします。
様々な流体挙動についての可視化実験、流体シミュレーションにお悩み方で共同研究等をご検討の際にはご連絡ください。
- 研究キーワード
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レーザアブレーション
衝撃波
CFD
- 知的財産権
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