九州大学-研究者情報 [新本康久 (助教) 工学研究院航空宇宙工学部門]

グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト（グリーンＩＴプロジェクト:P08017）
2008.08～2013.02, 代表者：大田治彦, 国立大学法人九州大学, NEDO（（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構）
グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト（グリーンＩＴプロジェクト）
／エネルギー利用最適化データセンタ基盤技術の研究開発
／最適抜熱方式の検討とシステム構成の開発
／冷却ネットワークとナノ流体伝熱による集中管理型先進冷却システムの開発
データサーバからの排熱処理および汎用的な熱移動システムの研究開発.

JEM第2期利用候補テーマ「宇宙開発の新展開に不可欠な沸騰・二相流を用いた高効率排熱技術のデータベース確立」→“きぼう”船内実験室第二期利用テーマ「沸騰二相流体ループを用いた気液界面形成と熱伝達」
2008.03～2022.03, 代表者：大田治彦, 国立大学法人九州大学, 宇宙航空研究開発機構（JAXA）
　高効率熱交換や熱輸送が可能な沸騰・二相流＊の実験を微小重力環境下で系統的に行い、気液界面挙動の詳細とそれに付随する圧力損失や熱伝達などの輸送現象について信頼性の高いデータを蓄積し、高出力化・高発熱密度化に対応可能な次世代宇宙用排熱システムの設計に使用可能なデータベースを構築する。
　実験は、新たに開発する実験装置を多目的実験ラックに組み込んで行う。本実験により得られた知見は、次世代ハイブリッド自動車用インバータ冷却システムの開発などの民生転用により、省エネルギー・地球環境保全の推進による社会貢献にもつながると期待される。.

沸騰・二相流を用いたハイブリッド自動車用インバータ冷却システムの開発
2007.03～2011.03, 代表者：大田治彦, 国立大学法人九州大学, トヨタ自動車株式会社.

保温搬送を伴う流通ネットワークにおける省エネルギーと環境負荷低減を推進する革新的保温材の研究開発
2006.09～2008.03, 代表者：大田治彦, 国立大学法人九州大学, 国立大学法人九州大学TLO.

微小重力沸騰・二相流研究会
2005.04～2014.03, 代表者：大田治彦, 国立大学法人九州大学, JAXA（(独)宇宙航空研究開発機構）　宇宙環境利用科学委員会.

エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発
2002.04～2004.03, 代表者：大田治彦, 九州大学, 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）（日本）
次世代パワー素子の超高熱流束冷却システムの基盤研究開発を行うために、新しい流路構造の考案によるハードウエアの改良、サブクール気泡微細化沸騰の適用による冷却媒体状態の最適化、表面張力の効果に着目した混合媒体の適用によりアプローチを行う.

研究業績

主要原著論文

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1.	Yasuhisa SHINMOTO, Daijiro YAMAMOTO, Daisuke FUJII, Haruhiko OHTA, Heat Transfer Characteristics during Boiling of Immiscible Liquids Flowing in Narrow Rectangular Heated Channels, Frontiers in Mechanical Engineering (Thermal and Mass Transport), 10.3389/fmech.2017.00016, 3, 16, 2017.11, The use of immiscible liquids for cooling of surfaces with high heat generation density is proposed based on the experimental verification of its superior cooling characteristics in fundamental systems of pool boiling and flow boiling in a tube. For the purpose of practical applications, however, heat transfer characteristics due to flow boiling in narrow rectangular channels with different small gap sizes need to be investigated. The immiscible liquids employed here are FC72 and water, and the gap size is varied as 2, 1, and 0.5 mm between parallel rectangular plates of 30 mm x 175 mm, where one plate is heated. To evaluate the effect of gap size, the heat transfer characteristics are compared at the same inlet velocity. The generation of large flattened bubbles in a narrow gap results in two opposite trends of the heat transfer enhancement due to thin liquid film evaporation and of the deterioration due to the extension of dry patch in the liquid film. The situation is the same as that observed for pure liquids. The latter negative effect is emphasized for extremely small gap sizes if the flow rate ratio of more-volatile liquid to the total is not reduced. The addition of small flow rate of less-volatile liquid can increase the critical heat flux (CHF) of pure more-volatile liquid, while the surface temperature increases at the same time and assume the values between those for more-volatile and less-volatile liquids. By the selection of small flow rate ratio of more-volatile liquid, the surface temperature of pure less-volatile liquid can be decreased without reducing high CHF inherent in the less-volatile liquid employed. The trend of heat transfer characteristics for flow boiling of immiscible mixtures in narrow channels is more sensitive to the composition compared to the flow boiling in a round tube..
2.	Yuta FUKUYAMA, Akito KAWAKUBO, Yasuhisa SHINMOTO, Haruhiko OHTA, Masahide SATO, Ken-ichi IIMURA, Masato FUKAGAYA, Yoshiyuki ABE, Development of Cooling System for Data Servers using Flow Boiling of Nanofluid, The 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24), 2013.11, Along the advances in electronic technology, the heat generation density from data servers is increasing rapidly. Existing cooling systems for data servers, which consist of built-in cooling fan arrays and air conditioners installed in the server room, however, cannot meet cooling requirements in the near future. Furthermore, these systems require huge power as much as 40-50% of that consumed in the data center for the operation of air conditioners. A new cooling system proposed here applies flow boiling for the direct transport of the waste heat from the server racks to the air outside of the building. Nucleate boiling removes a large amount of waste heat by a small temperature difference, and the temperature of two-phase flow is kept almost constant during its transportation provided that the pressure drop is negligible. Therefore, the method will become a powerful means to promote the energy conservation. This study reports the cooling performance for the boiling of nanofluid in a devised cooling jacket attached to the heaters with the same size and the same power generation as those of typical semiconductors..
3.	Yasuhisa Shinmoto, Yuka Asada, Hiroyuki Kobayashi, Shohei Kanazawa, Haruhiko Ohta, Masato Fukagaya, Yoshiyuki Abe, Mayumi Ouchi, Masahide Sato and Ken-ichi Iimura, Development of High Heat Flux Cooling Jacket for Electronics Devices by using Flow Boiling, Proceedings of the International Conference on Electronics Packaging (ICEP-2011), Japan Institute of Electronics Packaging, Yasuhisa Shinmoto, Yuka Asada, Hiroyuki Kobayashi, Shohei Kanazawa, Haruhiko Ohta, Masato Fukagaya, Yoshiyuki Abe, Mayumi Ouchi, Masahide Sato and Ken-ichi Iimura, "Development of High Heat Flux Cooling Jacket for Electronics Devices by using Flow Boiling", Proceedings of The International Conference on Electronics Packaging (ICEP-2011), Japan Institute of Electronics Packaging, DVD-ROM 6 pages (pp.148-153), 2011.4., 2011.04.
4.	Yasuhisa SHINMOTO, Shinichi MIURA, Koich Suzuki, Yoshiyuki Abe, Haruhiko OHTA, Development of Advanced High Heat Flux Cooling System for Power Electronics, ASME 2009 InterPACK Conference(IPACK2009), 10.1115/InterPACK2009-89082, 283-292, Proceedings of InterPACK’09, IPACK2009-89082, DVD-ROM 10 pages, 2009. ASME 2009 InterPACK Conference, IPACK2009, July 19-23, 2009, San Francisco, California, USA, 2009.07.
5.	三浦進一, 稲田幸博, 原健太, 新本康久, 大田治彦, 給液方法の改善による狭あい流路内強制流動沸騰における高効率冷却, 日本混相流学会, 混相流研究の進展IV（年会講演会2008論文精選集）, http://doi.org/10.3811/pmfr.4.53, 53-60, 2009.03, [URL].
6.	三浦進一, 稲田幸博, 新本康久, 大田治彦, 給液方法の改善による狭あい流路内強制流動沸騰における大伝熱面の冷却, 日本混相流学会, 混相流研究の進展III（年会講演会2007論文精選集）, http://doi.org/10.3811/pmfr.3.75, 3, 75-82, 2008.04.
7.	Yasuhisa SHINMOTO, Kanako ARIKI, Shinichi MIURA, Yukihiro INADA and Haruhiko OHTA, Increase in Critical Heat Flux for Flow Boiling in Devised Narrow Channels with Enhanced Liquid Supply, Proceedings of Sixth International Conference on Enhanced, Compact and Ultra-Compact Heat Exchangers: Science, Engineering and Technology , ECI CHE2007-0059, CD-ROM 8 pages pp. 425-432, September, 2007., 2007.09.
8.	新本康久, 石川揚介, 有木香菜子, 大田治彦, 補助給液構造を持つ狭あい流路コールドプレートにおける限界熱流束, 日本混相流学会, 混相流研究の進展II（年会講演会2006論文精選集）, http://doi.org/10.3811/pmfr.2.117, 2, 117-124, 2007.04, [URL].
9.	新本康久, 水越利幸, 吉田健幸, 大田治彦, 宇宙用高性能コールドプレート開発のためのミニチャンネル内強制流動沸騰に関する実験, 日本混相流学会, 第8回オーガナイズド混相流フォーラム2004-熊本, －ミニ・マイクロスケールにおける混相流－, 57-62, 2004.10.
10.	Yasuhisa SHINMOTO, Toshiyuki OHNO, Takeyuki YOSHIDA, Haruhiko OHTA, A Method to Increase CHF for Forced Convective Boiling in Narrow Gaps Applied to Heat Sinks for Semiconductors with High Heat Generation Rate, The 1st International Symposium on Micro & Nano Technology (ISMNT-1), 2004.03.

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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主要学会発表等

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1.	Yuta FUKUYAMA, Akito KAWAKUBO, Yasuhisa SHINMOTO, Haruhiko OHTA, Masahide SATO, Ken-ichi IIMURA, Masato FUKAGAYA, Yoshiyuki ABE, Development of Cooling System for Data Servers using Flow Boiling of Nanofluid, The 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24), 2013.11.
2.	新本康久, 馬場宗明, 久保田知里, 大谷伸生, 林田貴大, 廣川智己, 大田治彦, 河南治, 浅野等, 鈴木康一, 今井良二, 川崎春夫, 藤井清澄, 「きぼう」における沸騰・二相流実験のための試験ループおよび地上実験, 日本マイクログラビティ応用学会, 第25回学術講演会（JASMAC-25）, 2011.11.
3.	Hiroyuki KOBAYASHI, Yuka ASADA, Shouhei KANAZAWA, Yasuhisa SHINMOTO, Haruhiko OHTA, Masato FUKAGAYA, Yoshiyuki ABE, Mayumi OUCHI, Masahide SATO, Ken-ichi IIMURA, Development of High Efficient Heat Transport System for Electronics Devices by Using Flow Boiling, Sixth International Conference on Two-phase Systems for Ground and Space Applications, 2011.09.
4.	Yasuhisa SHINMOTO, Yuka ASADA, Hiroyuki KOBAYASHI, Shohei KANAZAWA, Haruhiko OHTA, Masato FUKAGAYA, Yoshiyuki ABE, Mayumi OUCHI, Masahide SATO, Ken-ichi IIMURA, Development of High Heat Flux Cooling Jacket for Electronics Devices by using Flow Boiling, International Conference on Electronics Packaging (ICEP-2011), 2011.04.
5.	Yasuhisa Shinmoto, Shinichi Miura, Koich Suzuki, Yoshiyuki Abe, Haruhiko Ohta, Development of Advanced High Heat Flux Cooling System for Power Electronics, ASME 2009 InterPACK Conference (InterPACK'09) (ASME/Pacific Rim Technical Conference and Exhibition on Packaging and Integration of Electronic and Photonic Systems, MEMS and NEMS), 2009.07.
6.	三浦進一, 稲田幸博, 原健太, 新本康久, 大田治彦, 給液方法の改善による狭あい流路内強制流動沸騰における高効率冷却, 混相流学会　年会講演会 2008, 2008.08.
7.	Yasuhisa SHINMOTO, Kanako ARIKI, Shinichi MIURA, Yukihiro INADA, Haruhiko OHTA, Increase in Critical Heat Flux for Flow Boiling in Devised Narrow Channels with Enhanced Liquid Supply, Sixth International Conference on Enhanced, Compact and Ultra-Compact Heat Exchangers: Science, Engineering and Technology, Engineering Conferences International (ECI), 2007.09.
8.	新本康久, 石川揚介, 有木香菜子, 大田治彦, 補助給液構造を持つ狭あい流路コールドプレートにおける限界熱流束, 日本混相流学会, 年会講演会2006 , 2006.08.
9.	新本康久, 水越利幸, 石川揚介, 大田治彦, 宇宙用大型コールドプレート開発を目的とした狭あい流路内強制流動沸騰における限界熱流束の増大, 日本マイクログラビティ応用学会, 第20回学術講演会 (JASMAC-20), 2004.11.
10.	新本康久, 水越利幸, 吉田健幸, 大田治彦, 宇宙用高性能コールドプレート開発のためのミニチャンネル内強制流動沸騰に関する実験, 日本混相流学会, 第8回オーガナイズド混相流フォーラム OMF2004 （ミニ・マイクロスケールにおける混相流）, 2004.10.
11.	Yasuhisa SHINMOTO, Toshiyuki OHNO, Haruhiko OHTA, Osamu OGAWA, Hiroya SHIDA, High Heat Flux Cooling by Forced Convective Boiling in Narrow Channels, 3rd International Symposium on Two-Phase Flow Modelling and Experimentation (ISTP 2004), 2004.09.
12.	新本康久, 福山誠, 大田治彦, 狭あい流路内の大型伝熱面における限界熱流束の増大, 日本混相流学会, 年会講演会2004, 2004.08.
13.	Yasuhisa SHINMOTO, Toshiyuki Ohno, Takeyuki Yoshida, Haruhiko OHTA, A Method to Increase CHF for Forced Convective Boiling in Narrow Gaps Applied to Heat Sinks for Semiconductors with High Heat Generation Rate, The 1st International Symposium on Micro & Nano Technology (ISMNT-1), 2004.03.
14.	新本康久, 大田治彦, 狭あい流路内強制流動沸騰における限界熱流束の増大, 日本混相流学会年会講演会2003, 2003.07.

特許出願・取得

特許出願件数 11件

特許登録件数 5件

学会活動

所属学会名

日本マイクログラビティ応用学会

日本航空宇宙学会

日本機械学会

微小重力沸騰・二相流研究会

学協会役員等への就任

2024.03～2025.02, 日本航空宇宙学会西部支部, 幹事.

2020.03～2021.02, 日本航空宇宙学会西部支部, 幹事.

2016.04～2018.03, 日本マイクログラビティ応用学会（JASMA）, 理事.

2016.04～2018.03, 日本航空宇宙学会西部支部, 幹事.

2003.03～2005.03, 日本航空宇宙学会西部支部, 幹事.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2024.03.05～2024.03.07, 2023年度衝撃波シンポジウム, 実行委員.

2015.09.14～2015.09.18, International Conference on Two-Phase Systems for Space and Ground Applications (ITTW2015), Organizing Committee Member.

2013.11.01～2013.11.05, The 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24), Organizing Committee Member.

2012.11.20～2012.11.22, 日本マイクログラビティ応用学会　第26回学術講演会（JASMAC-26）, 実行委員.

2010.10.26～2010.10.29, Fifth International Topical Team Workshop on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS, Workshop Local Organizing Committee.

2007.10.26～2007.10.28, Second International Topical Team Workshop on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS, Workshop Local Organizing Committee.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	日本語雑誌査読論文数	国際会議録査読論文数	国内会議録査読論文数	合計
2013年度	0	0	3	0	3

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2013年度～2015年度, 基盤研究(B), 分担, 微細流路内沸騰における界面挙動と熱伝達特性の高精度把握・冷却能力評価方法の確立, 研究代表者:大田治彦教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/25289040.ja.html.

2006年度～2007年度, 基盤研究(B), 分担, 微細流路における強制流動沸騰熱伝達の現象解明と熱伝達特性の改善に関する研究, Studies on the Clarification of Heat Transfer Characteristic for Flow Boiling in Small Channels and its Improvement, 研究代表者:大田治彦教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/18360103.ja.html.

2004年度～2005年度, 基盤研究(B), 分担, 沸騰蒸発条件の最適化による超高発熱密度対応小型冷却システム開発のための基礎研究, Fundamental Research for the Development of Compact Cooling Systems Corresponding to Ultra High Heat Generation Density by Optimization of Boiling and Evaporation Conditions, 研究代表者:大田治彦教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/16360107.ja.html.

2003年度～2004年度, 基盤研究(B), 分担, 電子機器の超高発熱密度化対応のための沸騰蒸発冷却システム構築に関する基礎研究, Basic Research on Boiling-Evaporative cooling system for the Ultra High Heat Generation Density Electronic Devices, 研究代表者:大田治彦教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/14350110.ja.html.

2000年度～2001年度, 基盤研究(C), 分担, 透明伝熱面による気泡底部の観察と液膜厚さの実測に基づいた核沸騰熱伝達機構の解明, Clarification of Nucleate Boiling Heat Transfer by the Observation of Bubble Base Area through the Transparent Heating Surface and by the Development of a Sensor for the Measurement of Thin Liquid Film Thickness, 研究代表者:大田治彦教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/12650207.ja.html.

1998年度～1999年度, 奨励研究(A), 代表, ホバリングする羽ばたき機の研究, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/10750656.ja.html.

1997年度～1998年度, 基盤研究(C), 分担, ふく射加熱を受ける柔軟なソーラーアレイの熱弾性連成応答とその安定性に関する研究, Coupled Thermoelastic Response and Its Stability of Flexible Solar Array Subjected to Radiation Heating, 研究代表者:室園昌彦助教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/09651009.ja.html.

1997年度～1998年度, 基盤研究(B), 分担, レーザスペックル法による超高温環境下での耐熱構造材料の熱変形計測システムの開発, Development of Measuring System for Thermal Deformation of Heatproof Materials by Using Laser Speckle Interferometry at High Temperature, 研究代表者:室園昌彦助教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/09555303.ja.html.

1995年度～1996年度, 基盤研究(A), 分担, 空力弾性テ-ラリング技術の超音速輸送機への応用に関する研究, STUDY ON APPLICATION OF AEROELASTIC TAILORING TO SUPER SONIC TRANSPORT, 研究代表者:磯貝紘二教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/07555606.ja.html.

1990年度～1991年度, 試験研究(B), 分担, レ-ザスペックル・画像解析ハイブリッド法による超高温下の変形、ひずみ測定法の開発, Development of the Hybrid Laser-Speckle and Image-Analyzing Method for Measuring Deformation and Strain at Very High Temperature, 研究代表者:角誠之助教授, https://kaken.nii.ac.jp/d/p/02555016.ja.html.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2014年度～2014年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 非共溶性混合媒体の強制流動沸騰を用いた微小重力下での超高性能冷却
(共同研究, (独)宇宙航空研究開発機構).

2013年度～2013年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 微小重力下における強制流動沸騰熱伝達に関する研究
(共同研究, (独)宇宙航空研究開発機構).

2012年度～2012年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 微小重力下における強制流動沸騰熱伝達に関する研究
(共同研究, (独)宇宙航空研究開発機構, H24.6.1～H25.3.31).

2011年度～2012年度, 産業技術研究助成事業 (経済産業省), 連携, エネルギー利用最適化データセンタ基盤技術の研究開発
／最適抜熱方式の検討とシステム構成の開発
／冷却ネットワークとナノ流体伝熱による集中管理型先進冷却システムの開発.

2010年度～2010年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 微小重力下における強制流動沸騰熱伝達に関する研究
(共同研究, (独)宇宙航空研究開発機構, H22.*.*～H23.3.*).

2009年度～2009年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 微小重力下における強制流動沸騰熱伝達に関する研究
(共同研究, (独)宇宙航空研究開発機構, H21.*.*～H22.3.*).

2008年度～2008年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 微小重力下における核沸騰熱伝達の機構に関する航空機実験
(共同研究, (独)宇宙航空研究開発機構, H20.9.1～H21.3.17).

2007年度～2007年度, 宇宙環境利用科学委員会研究班WG研究活動費（JAXA）, 分担, 微小重力下における核沸騰熱伝達の機構に関する航空機実験
(受託研究, (独)宇宙航空研究開発機構, H19.11.*～H20.3.31).

2008年度～2010年度, 産業技術研究助成事業 (経済産業省), 分担, エネルギー利用最適化データセンタ基盤技術の研究開発
／最適抜熱方式の検討とシステム構成の開発
／冷却ネットワークとナノ流体伝熱による集中管理型先進冷却システムの開発.

2002年度～2004年度, 産業技術研究助成事業 (経済産業省), 分担, エネルギー使用合理化技術戦略的開発
エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発
次世代パワー素子の超高熱流束冷却システムの基盤研究開発
（受託研究, 2002.6～2005.3, NEDO） .

共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況

2019.04～2022.03, 分担, 沸騰・二相流体ループを用いた気液界面形成と熱伝達特性.

2018.04～2019.03, 代表, 沸騰・二相流体ループを用いた気液界面形成と熱伝達特性.

2016.04～2018.03, 分担, 沸騰・二相流体ループを用いた気液界面形成と熱伝達特性／沸騰二相流体ループを用いた系統的な実験を微小重力下で実施することにより、気液界面挙動とそれに付随する輸送現象について信頼性の高い熱伝達特性データをもとに、微小重力下の沸騰・二相流体現象に関するメカニズムを理解・解明すること、さらに高出力化・高発熱密度化に対応する次世代宇宙用排熱システムの設計に必要なデータベースを構築する。実験は国際宇宙ステーション（ISS）「きぼう」船内実験室において、地上からのコマンディングによって行い、沸騰熱伝達特性データを収集するとともに、沸騰様相/気液界面挙動を高速度カメラ等で観察する。.

2009.11～2011.05, 分担, 沸騰・二相流を用いたハイブリッド自動車用インバータ冷却システムの開発（第３段階、エンジン冷却水共用冷却システム及び新冷却システムの検討）.

2008.05～2009.10, 分担, 沸騰・二相流を用いたハイブリッド自動車用インバータ冷却システムの開発（第２段階、除熱性能の増大と車載模擬用小型冷却モジュールの製作）.

2007.03～2008.04, 分担, 沸騰・二相流を用いたハイブリッド自動車用インバータ冷却システムの開発.

2006.12～2007.03, 分担, 保温搬送を伴う流通ネットワークにおける省エネルギーと環境負荷低減を推進する革新的保温材の研究開発.

2005.07～2006.01, 分担, マイクロスケールにおける流動沸騰伝熱に関する研究.

九大関連コンテンツ

pure2017年10月2日から、「九州大学研究者情報」を補完するデータベースとして、Elsevier社の「Pure」による研究業績の公開を開始しました。

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