研究方向及計畫名稱
研究計畫:

本研究團隊主要研究方向為:(I)產業機械熱流研究、(II) 生醫工程及微流體晶片之研發、(III) 多孔性材料流力、熱傳特性研究、 (IV) 塑膠精密加工製程研究及(V)固液氣體燃料燃燒行為之探討,各項重要研究成果分述如下。 

I. 產業機械熱流研究

產業機械熱流相關研究包含(1)超高壓氣體壓縮機(2000 atm)、(2)空氣螺旋壓縮機之熱流研究、(3)環保冷媒壓縮機之熱流特性研究及(4)工具機進給系統的溫升分析及熱誤差補償。 

I.(1)超高壓氣體壓縮機研究

在超高壓氣體壓縮機方面之研究,本研究團隊以2000 atm,2-stage超高壓空氣壓縮機為研究對象,進行實驗量測及數值計算,探討壓縮機循環、氣體分解、高壓熱傳等現象,首度建立一完整的理論模型及數值方法,以模擬計算超高壓氣體壓縮機的壓縮過程,並且建立一套完整的實驗設備及數據分析方法,以決定在超高壓狀態下的熱對流係數,具體的成果條列如下:

所發展之軟體成為合作企業開發新型超高壓氣體壓縮機的設計工具;

所發展的熱對流係數,成為日後超高壓熱傳研究的重要參考;

所建立的理論模型及數值方法深具學術價值,所發表的期刊論文,獲得英國機械工程師學會最佳期刊論文獎,Donald Julius Groen prize, 1994:

Hsieh, W.H. * and Wu, T.T., "Numerical Simulation and Experimental Investigation of Compression Processes of  Two-Stage Very High-Pressure Reciprocating Gas Compressors", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 208, 1994

超高壓熱對流係數量測方法,發表一篇期刊論文:

Hsieh, W.H. * and Wu, T.T., "Experimental Investigation of Heat Transfer in a High-Pressure Reciprocating Gas Compressor ", Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 13, No 1, July 1996, pp. 44-54. 

超高壓氣體壓縮機的壓縮過程及性能分析,發表一篇期刊論文:

Wu, T.T. and Hsieh, W.H. *, "Compression Processes and Performance Analysis of a High-Pressure Reciprocating Gas Compressor", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 210, 1996, pp.153-165.  

I.(2)空氣螺旋壓縮機之熱流研究

在空氣螺旋壓縮機方面,曾執行業界科專轉委託計畫(復盛股份有限公司)及業界科專計畫,進行壓縮機循環及轉子熱傳的實驗及數值計算的研究,首度建立一完整的理論模型及數值方法,以模擬計算空氣螺旋壓縮機轉子熱傳現象及溫升特性,並且首度建立一套完整的實驗設備及軟體,以計算及量測空氣螺旋壓縮機的壓縮性能,具體的成果條列如下:

所開發的空氣螺旋壓縮機的壓縮性能及轉子溫升計算軟體與業界科專計畫其他成員發展之軟體,整合成一套螺旋式壓縮機閉迴路電腦輔助設計系統。該系統可進行螺旋轉子線形與最佳化分析,準確地解析出壓縮機工作過程中的微觀和宏觀之運轉性能。可大幅降低新產品之開發費用及縮短開發時間,提昇產品之可靠度並降低失敗成本。

合作企業進而運用此閉迴路電腦輔助設計系統發展出第一款全球化螺旋轉子空壓機產品SE/GS,以高效能、靜音及高可靠度等為產品特色;並且成功開發出國內首台"單機雙段螺旋冷媒壓縮機",適用於冷凍冷藏領域且產品具有高能源效率值及高信賴度的技術水準。

該業界科專計畫,於2008年獲得經濟部頒與「科專最佳產學研合作獎」。

模擬計算空氣螺旋壓縮機轉子熱傳現象及溫升特性的完整理論模型及數值方法,發表一篇期刊論文:

S.H. Hsieh, Y.C. Shih, Wen-Hsin Hsieh*, F.Y. Lin, M.J. Tsai , “Calculation of temperature distributions in the rotors of oil-injected screw compressors”. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 50, Issue 7, July 2011, pp.1271-1284. (SCI/EI)

計算及量測空氣螺旋壓縮機的壓縮性能的完整的軟體及實驗設計,發表一篇期刊論文:

S. H. Hsieh, Y. C. Shih, Wen-Hsin Hsieh*, F. Y. Lin and M. J. Tsai,  “Performance Analysis of Screw Compressors - Numerical Simulation and Experimental Verification”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science, April 2012 vol. 226 no. 4 968-980, (SCI/EI). 

I.(3)環保冷媒壓縮機之熱流特性研究

在環保冷媒壓縮機之熱流特性研究方面,曾擔任開發型產學計畫「環保冷媒雙螺旋壓縮機之關鍵技術開發」總主持人及子計畫B主持人,該產學計畫整合「設計及固力分析」、「加工齒面量測」、「熱流性能分析及量測」及「振動噪音診斷」之跨領域技術,完成技轉七項技術給漢鐘精機,這些技轉技術,除了可提升壓縮機工作效率達5%以上、噪音值降低3dB、使機器性能領先世界市佔率第一的競爭對手Bitzer公司,更已經成功的協助漢鐘精機開發出七種下世代壓縮機機型,這些下世代壓縮機機型正在全面取代現有機型,並且部份機型已經開始量產,這些下世代機型將成為漢鐘精下個十年的主力產品,對合作企業代表著非常重要的商業價值及技術的提昇指標;此外,這些技轉技術更使合作企業的產品設計流程更加的系統化,加快研發的時程以利產業界未來對市場的反應。

本研究團隊在此產學計畫中,負責「熱流性能分析及量測技術」的開發,建立壓縮循環分析技術、轉子熱傳分析技術、以及熱流特性實驗量測技術,並且完成技術移轉,所建立的技術突破國內外於冷媒雙螺旋壓縮機熱流分析技術發展之現況,首度以冷媒R134a雙螺旋壓縮機為對象,建立環保冷媒雙螺旋壓縮機熱流分析技術,技術特點說明如下:

(1) 壓縮循環分析技術:建立經實驗驗證的壓縮循環分析技術,改善計算排氣流量之關聯方程式,首度同時考慮由壓力差以及壓縮腔體軸向運動,兩種驅動流體排氣的物理現象,並以 Runge – Kutta Fehlberg Multiple Method 演算法,建立準確性高且有效率的計算軟體,並透過敏感度分析,首次分析各個經驗常數對壓縮循環分析技術的影響力,有系統的決定這些經驗常數的數量。

(2) 轉子熱傳分析技術:首次建立經實驗驗證的轉子熱傳分析技術,分析轉子與機殼內部溫度分佈。透過敏感度分析,分析各個經驗常數對轉子熱傳分析技術的影響力,有系統的決定這些經驗常數的數量。轉子熱傳分析技術分析結果應用於轉子熱變形估算技術。

(3) 熱流特性實驗量測技術:設計及建立一套適用於環保冷媒雙螺旋壓縮機之量測系統,能夠量測運轉參數、容積效率、等熵效率、壓力曲線、轉子溫度以及機殼溫度,以驗證理論模型及深入瞭解壓縮機內部流組及熱傳現象。

(4) 所開發之壓縮循環分析技術及轉子熱傳分析技術,與子計畫A開發之壓縮機轉子幾何設計、負載分析技術連結形成轉子設計迴圈,而熱流特性實驗量測技術將與子計畫C建立之振動噪音量測系統,整合成為完整的實驗量測系統。

本研究項目具體的成果條列如下:

擔任開發型產學計畫「環保冷媒雙螺旋壓縮機之關鍵技術開發」總主持人,該計畫移轉七項技術給漢鐘精機,成功的協助漢鐘精機開發出七種下世代壓縮機機型以全面取代現有機型,這些下世代機型將成為漢鐘精下個十年的主力產品、代表著非常重要的商業價值及技術的提昇指標;

此產學計畫受邀為「科技部102年度技術及知識應用型產學合作計畫成果發表暨績效考評會議」的keynote Speech;

此產學計畫成果獲選為「102年度產學亮點計畫」;

此產學計畫成果獲得「103年科技部開發型產學計畫成果傑出獎」;

首度以冷媒R134a雙螺旋壓縮機為對象,建立創新性的壓縮循環分析技術、轉子熱傳分析技術及熱流特性實驗量測技術,並且完成技術移轉,技轉金額約三百萬元。

 

I.(4)工具機進給系統的溫升分析及熱誤差補償

在工具機進給系統的溫升分析及熱誤差補償方面,在學界科專計畫「智能化進給系統之研發」擔任子計畫A主持人,發展出一套與以往方法完全不同、創新的開迴路離線式的進給系統溫升計算與補償技術,該技術可大量減少數值計算時間及記憶體容量,以利快速預測溫升分佈及定位精度,並可考量冷卻散熱、馬達端軸承、行程區、及支撐端軸承之發熱量變化、環境溫度之改變及螺桿起始溫度的變化,及進行多點暫態熱補償。

此外,該技術已經與控制器整合,可進行實機溫升計算及熱補償,在103年12月上銀期末的技術示範中,由參訪者隨機挑選複合工況,當場進行溫升及熱變形的計算及進行實機熱補償示範,結果顯示,提案者研究群所發展的溫升計算與補償技術,在1秒之內,即可完成溫升及熱變形的計算,而經由實機熱補償,如下圖所示,可將熱誤差降低80%以上。

本研究團隊所發展的溫升計算與補償技術,包含三個主要的技術方法,含熱傳模擬分析技術、發熱量鑑定技術及溫升與補償快捷分析技術。 

本研究團隊所發展的溫升計算與補償技術深獲合作企業的讚賞,於2015 EMO 歐洲工具機展中實機示範展出,並將於2016年由上銀科技股份有限公司以螺桿進給系統的「熱誤差智能化系統」推出商業產品,同時,將進一步提升現有的溫升計算與補償技術,達到下列創新性功能:

智能化的調整溫升熱補償軟體,使其能因應進給系統的狀態,達到自我維護及調整的功能;

協助瞭解進給系統的健康狀態;

加工路徑從控制器即時得知,線上計算溫升、熱變形及熱補償表,即時進行熱補償;

以即時定位精度為回饋信號,透過回饋控制法進行高精度即時閉迴路熱補償。 

    本研究項目具體的成果條列如下:

發展創新的溫升計算與補償技術,包含熱傳模擬分析技術、發熱量鑑定技術及溫升與補償快捷分析技術,並且完成技術移轉,技轉金額約八百萬元;

所發展的溫升計算與補償技術,將於今年2015 10月 EMO 歐洲工具機展中實機示範展出;

所發展的溫升計算與補償技術,將於2016年由上銀科技股份有限公司以螺桿進給系統的「熱誤差智能化系統」推出商業產品;

上銀科技股份有限公司經由科技部的三年開發型產學計畫,持續支助進一步提升現有的溫升計算與補償技術;

技術移轉「螺帽及軸承發熱量快捷鑑定技術」,技轉金額約三百萬元;

熱傳模擬分析技術發表一篇書本論文及一篇EI論文:

A.S. Yang, S.Z. Chai, H.H. Hsu, T.C. Kuo, W.T. Wu, W.H. Hsieh*  and Y.C. Hwang,  “Prediction of thermal deformation for a ball screw system under composite operating conditions”, Transactions on Engineering Technologies, Springer Science+Business Media Dordrecht, 2014

A.S. Yang, S.Z. Chai, H.H. Hsu, T.C. Kuo, W.T. Wu, W.H. Hsieh*, Y.C. Hwang, "FEM-Based Modeling to Simulate Thermal Deformation Process for High-Speed Ball Screw Drive Systems", Applied Mechanics and Materials, Vol. 481, pp. 171-179, Dec. 2013

 

II. 生醫工程及微流體晶片之研發

本研究團隊於生醫工程及微流體晶片之研究工作,集中於軟骨細胞冷凍保存、微流體驅動及檢測晶片、雙面光柵波導耦合生物感測晶片及奈米粒子局部電漿共振感測器等之研發。 

II.(1)軟骨細胞冷凍保存

本研究團隊在過去15年期間,持續不斷的與慈濟大林醫院的呂紹睿關節中心主任合作,進行軟骨細胞冷凍保存的研究工作,並在中正大學建立完整的細胞分離、培養及冷凍保存的完整設備;研究進行時,由慈濟大林醫院取得人膝關節或由市場取得豬膝關節,然後在中正大學分離得到軟骨細胞,再進行軟骨細胞的冷凍參數量測、傳統冷凍保存及玻璃化冷凍保存研究。

膝關節的軟骨是吸收動態衝擊、提供負荷及磨潤之主要組織,軟骨主要含有軟骨細胞及由軟骨細胞所分泌之細胞間質(如第二型膠原蛋白、細胞外蛋白醣大分子和糖蛋白等)所組成。膝關節隨年齡增長並自然的老化,軟骨組織中膠原蛋白及蛋白醣大分子含量也隨之減少,導致膝關節軟骨組織內含水能力下降,使得吸收動態衝擊、提供負荷及磨潤之功能降低,當膝關節軟骨組織受傷或是開始老化時,目前有許多療法可以降低患者的疼痛,修復受傷部位,或是減緩其退化,在這些療法中,自體軟骨細胞療法(如ACI)通常取出患者部分健康的膝關節軟骨細胞,於體外培養至一定數量後植回病人患部,由於任何手術都存有某種程度上的風險,可能會有不如預期的術後結果,為分散手術之風險,因此可以將所取出之部分膝軟骨細胞需要做適當之冷凍保存,以利患者若再度需要時,可免除再一次手術,即可取得所需之軟骨細胞。

本研究團隊在軟骨細胞冷凍保存的研究工作上,主要在進行軟骨細胞的「冷凍參數量測」、「傳統冷凍保存」及「玻璃化冷凍保存」研究。「冷凍參數量測」在量測軟骨細胞的水力傳導係數(此參數量化水穿透細胞膜的能力)及滲透率(此參數量化抗凍劑穿透細胞膜的能力),瞭解這兩個參數,可以協助最佳化細胞冷凍保存程序,及瞭解細胞冷凍保存過程中,水及抗凍劑穿透細胞膜的現象。

目前的細胞冷凍保存方式可分為傳統式(冷凍速率在1-100 ℃/min之間)及玻璃化(冷凍速率在1000 ℃/min以上)兩種。「傳統冷凍保存」過程較長,抗凍劑毒性作用時間增強,容易造成細胞膜不可恢復的損傷,且易導致溶液效應,另一方面,溶液結冰易造成細胞擠壓之機械傷害,或在胞內形成冰晶使得細胞內之胞器乃至於細胞膜受到傷害,所以冷凍保存程序需要小心的設計及最佳化,同時軟骨細胞在解凍後,也需進行平面或三維培養,以確定細胞解凍後的生化特性及複製能力。

「玻璃化冷凍保存」通常藉由高冷凍速率或高抗凍劑濃度,使細胞在冷凍保存中,不經過固態凍結冰晶的過程,而直接由液體轉變為非晶態(玻璃態)的固化過程,一般而言「玻璃化冷凍保存」巨量的減小固態凍結冰晶對細胞結構之傷害,因而是一種較理想的冷凍保存;在以往由於受限於冷凍速率無法有效提升,所以一般使用高抗凍劑濃度(40%, v/v)來達到玻璃化冷凍保存,但高抗凍劑濃度則會毒害細胞,造成玻璃化冷凍保存效果不彰,本研究團隊因而提出運用液態氧及強制對流的創新方法,來提升冷凍速率,進而降低抗凍劑濃度。

本研究團隊在軟骨細胞「冷凍參數量測」、「傳統冷凍保存」及「玻璃化冷凍保存」這三方面有深入及創新的研究,共發表了6篇期刊論文,具體研究成果如下:

量測軟骨細胞的水力傳導係數及滲透率,並分析計算冷凍保存過程,水及抗凍劑穿透細胞膜的現象,並且協助最佳化細胞冷凍保存程序,該論文發表在「冷凍保存領域」的最頂尖期刊Cryobiology。

W. T. Wu, S-R Lyu and W.H. Hsieh*, “Cryopreservation and biophysical properties of articular cartilage chondrocytes”, Cryobiology, Vol. 51, Issue 3, pp. 330-338, December 2005. (SCI/EI) (期刊排名: BIOLOGY, 35/85, IF: 1.587,資料年份:2014)

進行軟骨細胞傳統冷凍保存程序的最佳化,並且針對解凍後的軟骨細胞進行平面培養,以瞭解不同冷凍保存程序對細胞解凍後生化特性的影響,該論文發表在「冷凍保存領域」的最頂尖期刊Cryobiology。

Shaw-Ruey Lyu, Wei Te Wu, Chien Chih Hou, and Wen-Hsin Hsieh*, “Study of Cryopreservation of Articular Chondrocytes Using the Taguchi Method”, Cryobiology Vol. 60, pp. 165-176, 2010(期刊排名: BIOLOGY, 35/85, IF: 1.587,資料年份:2014)

針對解凍後的軟骨細胞進行三維培養,以瞭解三維基架表面上的不同修飾生化分子對細胞解凍後增升及生化特性的影響。

Shaw-Ruey Lyu, Yung-Chih Kuo*, Min-Hsio Lin, Wen-Hsin Hsieh, Chia-Wei Chuang, “Application of albumin-grafted scaffolds to promote neocartilage formation”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol.91, March 2012, pp. 296-301. (期刊排名: BIOPHYSICS,14/74, IF: 4.152, 資料年份:2014)

Shaw-Ruey Lyu, Yung-Chih Kuo*, Hao-Fu Ku, Wen-Hsin Hsieh, “Cryopreserved chondrocytes in porous biomaterials with surface elastin and poly-l-lysine for cartilage regeneration”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol.103 ,March 2013, pp. 304-309(期刊排名: BIOPHYSICS,14/74, IF: 4.152, 資料年份:2014)

設計及建構一個創新型的微流體晶片,運用「水力轉換」來精確控制細胞外溶液的更換速度,以準確量測細胞的水力傳導係數。

Shaw-Ruey Lyu, Wun-Jie Chen and Wen-Hsin Hsieh*, “Measuring transport properties of cell membranes by a PDMS microfluidic device with controllability over changing rate of extracellular solution”, Sensors & Actuators: B. Chemical, Vol. 197, July 2014, pp. 28–34. (期刊排名: INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION, 3/57, IF: 4.097, 資料年份:2014) 

針對「玻璃化冷凍保存」,提出使用液態氧及強制對流的創新方法,以降低氣泡的產生及增加沸騰熱對流係數,來提升冷凍速率,進而降低抗凍劑濃度,該論文發表在「冷凍保存領域」的最頂尖期刊Cryobiology。。

Shaw-Ruey Lyu, Jen-Hung Huang, Wei-Hung Shih, Yung-Jiun Chen, Wen-Hsin Hsieh*,  “Forced-convective vitrification with liquid cryogens”, Cryobiology, Vol 66, No 3, pp 318-325,   June 2013(期刊排名: BIOLOGY, 35/85, IF: 1.587,資料年份:2014)

II. (2) 微流體驅動及檢測晶片

本研究團隊所進行的微流體驅動及檢測晶片研究,依照流體的驅動方式,可以概分為電滲流晶片、電潤濕晶片、介電泳晶片和流式細胞儀晶片(壓力及吸收力驅動)。

在電滲流晶片方面,本研究團隊以特殊的三維面對面雙凸電極排列方式,使電滲流產生渦漩,同時電滲流的作用範圍可以達到整個流體反應室(不像二維電極,作用範圍通常侷限於電極表面),因此可以達到極好的混合效率,較以往的電滲流混合器達到更高的混合效率,相關研究成果發表3篇期刊論文、一篇國內專利及一篇美國專利。

Jhih-Lin Chen, Wei-Hung Shih, and Wen-Hsin Hsieh*, “AC Electro-osmotic micromixer using a face-to-face, asymmetric pair of planar electrodes”, Sensors & Actuators: B. Chemical, Vol. 188, Nov. 2013, pp. 11– 21. (期刊排名: INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION, 3/57, IF: 4.097, 資料年份:2014)

Jhih-Lin Chen, Wei-Hung Shih, Wen-Hsin Hsieh*, “3D nonlinear AC electro-osmotic flow induced by a face-to-face, asymmetric pair of planar electrodes”, Microfluidics and Nanofluidics, Vol. 9, pp. 579–584, 2010. (期刊排名: INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION,7/56, IF: 2.528,資料年份:2014)

Yen Chuang, Chia-Yu Lee, Sin-Hong Lu, Shau-Chun Wang, Lai-Kwan Chau* and Wen-Hsin Hsieh, “Using ac Field Induced Electro-osmosis to Accelerate Biomolecular Binding in Fiber Optic Sensing Chips with Micro-Structures”.  Analytical Chemistry, Vol. 82, pp. 1123–1127, 2010. (期刊排名: CHEMISTRY, ANALYTICAL,4/74, IF: 5.636,資料年份:2014) 

謝文馨*,陳智霖,施威宏,”微流體驅動裝置”, 中華民國專利,發明第I399488號,June 21,  2013 – De. 30, 2029

Wen-Hsin Hsieh*, Jhih-Lin Chen, Wei-Hung Shih, “Microfluidic driving system”, USA patent, US8662860 B2, March, 2014.

在電潤濕晶片方面,本研究團隊針對電潤濕的基本物理現象及其應用探討,建立一套完整創新的理論模式來模擬液體在微平板槽道內受電潤濕影響的毛細上升過程,此模式根據毛細流運動方程式及電潤濕動態接觸角關聯方程式建立而成,該理論模式可以完整的描述電潤濕的運動現象,對電潤濕的基本運動機制的瞭解有很大的幫助;電潤濕機制之應用方面,本研究團隊利用電潤濕技術開發出可控制透鏡模仁外型的創新製造技術,藉由導入不同程度的電潤濕現象,來控制焦距及曲率,該技術可輕易適用於不同焦距的透鏡、微透鏡、透鏡或微透鏡陣列及透鏡或微透鏡陣列的模仁,甚至在透鏡陣列製造中,可以個別控制每個透鏡的形狀。相關研究成果發表2篇期刊論文、一篇國內專利及一篇大陸專利。

Jiann H. Chen and W. H. Hsieh*,  “Electrowetting-Induced Capillary Flow in a Parallel-Plate Channel”, Journal of Colloid and Interface Science , Vol. 296, pp. 276-283, 2006 (SCI/EI) (期刊排名: CHEMISTRY, PHYSICAL, 42/139, IF: 3.368, 資料年份:2014)

Wen H. Hsieh* and Jiann H. Chen, “Lens-Profile Control by Electrowetting Fabrication Technique”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 17, No 3, March 2005, pp. 606-608. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, ELECTRICAL and ELECTRONIC, 56/249, IF: 2.110, 資料年份:2014)

謝文馨*, 陳建興, 陳智霖, “微流式檢測裝置及其製造方法”, 中華民國專利,發明第I314162號 ,July, 2009

謝文馨*, 陳建興, 陳智霖, “微流式檢測裝置及其製造方法”, 中華人民共和國國專利,專利證號: ZL200610081196.7 Jan, 2009 

在介電泳晶片的研究方面,本研究團隊首度提出以四相式電極藉由介電泳捕捉單一顆粒待測樣品,再進而運用LIF或SERS進行偵測,具有可多對象偵測、可陣列式設計、樣品試劑需求小、非物理性接觸、高靈敏度、快速、省時、低成本等優點。相關研究成果發表2篇期刊論文:

Z.T. Kuo and W. H. Hsieh*, “Single-Bead-Based Consecutive Biochemical Assays Using a Dielectrophoretic Microfluidic Platform”, Sensors & Actuators: B. Chemical 141, pp. 293-300, Aug. 2009(期刊排名: INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION, 3/57, IF: 4.097, 資料年份:2014)

Hsing-Ying Lin, Chen-Han Huang, Wen-Hsin Hsieh, Ling-Hsuan Liu, Yuan-Chuen Lin, Chia-Chun Chu, Shi-Ting Wang, I-Ting Kuo, Lai-Kwan Chau*, and Chiou-Ying Yang, “On-line SERS Detection of Single Bacterium Using Novel SERS Nanoprobes and A Microfluidic Dielectrophoresis Device”, Small, Nov., 2014, ; 10(22):4414. (期刊排名: MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY, 16/259, IF: 8.368, 資料年份:2014) 

在流式細胞儀晶片(吸收力及壓力驅動)的研究方面,本研究團隊首度提出運用高吸水性材料的吸收力於微流式細胞檢測晶片中,來驅動樣品溶液,使該晶片不需外在動力即能驅動樣品溶液,藉由這樣的設計使流式細胞儀可以成功的微型化,研究結果成功的將「吸收力驅動微流式細胞檢測晶片」與雷射誘導螢光檢測系統結合,且檢測結果與現行大型流式細胞儀檢測結果符合,實現以高吸水性材料做為微流體晶片流體驅動源的構想。相關研究成果發表1篇期刊論文:

Yan-Chang Lee and Wen-Hsin Hsieh* “Absorbent-force-driven microflow cytometer”, Sensors & Actuators: B. Chemical, Vol. 202, Oct.  2014, pp. 1078–1087 (期刊排名: 期刊排名: INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION, 3/57, IF: 4.097, 資料年份:2014) 

II.(3)雙面光柵波導生物感測晶片

本研究團隊提出了一種新式的免標定式高分子雙面光柵波導生物感測晶片,此生物感測晶片為第一個具有雙面光柵波導結構並藉由量測耦合光強度作為感測機制之生物感測器(見下列論文及美國專利),具有高靈敏度、低成本、高穩定性及操作簡便等優點之外,同時亦可透過增加光柵基板孔隙結構提升約35%之感測靈敏度,折射率感測解析度與偵測極限極高,可分別可達到5.9×10-6 RIU(蔗糖溶液)及7.92×10-8 g/ml(DNP/anti-DNP免疫鍵結反應),此外雙面光柵波導晶片具有不同於單面光柵波導之感測特性,可在0.3度左右的耦合角範圍及4mm左右的耦合位置範圍進行入射光的耦合,且有相同的檢測靈敏度,因而可大幅降低外部設備精度要求,並提高穩定性。具體研究成果如下:

Hsun-Yuan Li, Wei-Chun Hsu, Kuan-Chi Liu, Yen-Liang Chen, Lai-Kwan Chau, Shuchen Hsieh, Wen-Hsin Hsieh* , “A Low Cost, Label-free Biosensor Based on a Novel Double-Sided Grating Waveguide Coupler with Sub-Surface Cavities”, Sensors & Actuators: B. Chemical, Vol 206, January 2015, Pages 371–380 (期刊排名: INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION, 3/57, IF: 4.097, 資料年份:2014)

Wen-Hsin Hsieh*, Lai-Kwan Chau, Hsun-Yuan Li, Wei-Chun Hsu,” DOUBLE-SIDED GRATING WAVEGUIDE BIOSENSOR”, USA patent, US20140112613 A1, Approved on August 11, 2015 

在晶片製程方面,本研究團隊亦提出了一個創新的射出模仁製程法(見下列論文),以射出成型量產塑膠光柵晶片(CoC光柵晶片),藉由奈米壓印的技術,在Sol-gel上進行光柵結構的轉印,接著配合在光阻上進行黃光微影將陣列區塊面積進行界定,此母模因具有高硬度因此不易因多次翻模而造成損壞,此方式亦可達到高設計自由度,對於需要不同陣列區塊之光柵時,只需將光阻洗去重新定義即可,可兼顧量產及多樣化設計,對於光柵母模的製造具有相當的產業價值。具體研究成果如下:

Hsun-Yuan Li, Chia-Wei Chen, Huang-Chin Yang, Lai-Kwan Chau and Wen-Hsin Hsieh*, “Low cost, rapid fabrication of durable molds of grating arrays for nanoimprint”, Microelectronic Engineering, Vol. 88,  pp. 3062-3066, 2011. (期刊排名: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC,129/249, IF: 1.197,資料年份:2014) 

本研究團隊也與中正大學機械系張國恩老師實驗室合作,將高分子雙面光柵波導生物感測晶片的檢測方式,由量測耦合光強度,改變為GMR(guided mode resonance)的方式進行檢測,以進一步簡化及降低檢測設備的成本,也進行光學模擬來探討檢測的原理(見下列論文)。具體研究成果如下:

Ku, Yi-Fan; Li, Hsun-Yuan; Hsieh, Wen-Hsin; Chau, Lai-Kwan; Chang, Guo-En*, “Enhanced sensitivity in injection-molded guided-mode-resonance sensors via low-index cavity layers”, Optics Express, Vol 23, No 11, June 2015,  pp 14850-14859 (期刊排名: OPTIC, 9/86 ,IF: 3.488) 

II.(4) 奈米粒子局部電漿共振感測器 

從2004年的奈米國家型計畫(以金屬奈米粒子與光波導建構的奈米尺度生物感測器及生物感測器陣列)的執行開始,本研究團隊即與中正大學化生系周禮君教授,長期持續的進行跨領域的合作,本研究團隊提供射出微流體晶片的設計、測試及射出量產製程,而周禮君教授則進行金屬奈米粒子的合成、生化分子的修飾、合成與檢測,所共同開發的奈米粒子局部電漿共振感測器,以光纖為載具,其表面修飾有金屬奈米粒子以造成局部電漿共振,金屬奈米粒子表面則修飾有辨識分子,以進行生化檢測,整個系統有簡單、低成本(以LED為光源,Photo Diode為光檢測元件)、高敏感度、及多樣化的優點,獲得14項美國、台灣及大陸專利,近三年與獲得「2011國際創新發明海報競賽銀牌獎」、「2012第三屆國際創新發明大會銀牌獎」、「2013 第九屆烏克蘭國際發明展金牌」、「2014德國紐倫堡國際發明展,金牌」、「2014 第十屆香港設計及創新科技博覽,金牌」等獎牌(這些參賽作品是由許偉庭、 周禮君、謝文馨共同提出)。

這個研究領域除了基礎學術研究外,也具有極佳的商業潛力,目前已經有嘉原科技有限公司及亞諾阿技術授權金及產品銷售衍生利益金合約的簽訂及執行。經過產學合作計畫的執行後,目前合作企業(Ardic Instruments Co.),也即將推出商業產品「F100」。具體研究成果如下:

發表2篇期刊論文

1. Wei-Ting Hsu, Wen-Hsin Hsieh, Shu-Fang Cheng, Chung-Ping Jen, Chao-Ching Wu, Cheng-Han Li, Chia-Yu Lee, Wan-Yun Li, Lai-Kwan Chau*, Chang-Yue Chiang, Shaw-Ruey Lyu, “Integration of fiber optic-particle plasmon resonance biosensor with microfluidic chip”. Analytica Chimica Acta,2011, Vol. 697, Issues 1-2,  July 2011, pp. 75-82(期刊排名: CHEMISTRY, ANALYTICAL,5/74, IF: 4.513,資料年份:2014)

2. Ting-Chou Chang, Chao-Ching Wu, Shau-Chun Wang, Lai-Kwan Chau*, and Wen-Hsin Hsieh, “Using A Fiber Optic Particle Plasmon Resonance Biosensor To Determine Kinetic Constants of Antigen–Antibody Binding Reaction”, Anal. Chem., Vol 85 No 1 pp 245-250, Jan 2013(期刊排名: CHEMISTRY, ANALYTICAL,4/74, IF: 5.636,資料年份:2014) 

獲得5項美國專利

1. Lai-Kwan Chau*, Wei-Ting Hsu, Wen-Hsin Hsieh, Po-Liang Chen; “Surface Plasmon Resonance Sensing System” 美國發明專利US 20070109544A1, May 17, 2007

2. Lai-Kwan Chau*, Wei-Ting Hsu, Wen-Hsin Hsieh, Po-Liang Chen, Kuau-Ciih Chiu; “Sensing Apparatus with Noble Metal and Sensing System and Method Thereof” 美國發明專利US 20080019876A1, Jan 24, 2008

3. Lai-Kwan Chau*, Wen-Hsin Hsieh, Wei-Ting Hsu, “Biosensing apparatus and system”, US Patent US8068995, Nov 29, 2011.

4. Lai-Kwan Chau*, Wen-Hsin Hsieh, Wei-Ting Hsu, Po-Liang Chen, “Localized Surface Plasmon Resonance Sensing System, Apparatus, Method Thereof”, US patent No.: US 8,305,583 B2, Nov. 6, 2012.

5. Shau-Chun Wang*, Lai-Kwan Chau, Wen-Hsin Hsieh, Chia-Yu Lee, “Microfluidic device with microstructure, and sensing system and method using the same”, National Chung Cheng University, US patent, Provisional filing date: 2008/1/25, Date of patent: 2013/1/8, Expiring date: 2030/4/20, Patent number: US 8,349,275 B2.

獲得6項台灣專利

1. 周禮君*,許偉庭,謝文馨,陳柏良,邱冠智,“含貴金屬之檢測裝置及檢測系統及其方法”,中華民國專利,發明第 I 284734號,August 1,  2007

2. 周禮君*, 許偉庭, 謝文馨, 陳柏良,“表面電漿共振感測系統、裝置及方法”,中華民國專利,發明第I292476號,Jan 11,  2008

3. 周禮君*、許偉庭、謝文馨、陳柏良,“表面電漿共振感測系統、裝置及方法”,中華民國發明專利,發明第I354781號, Dec 21, 2011

4. 周禮君*、謝文馨、許偉庭“生物感測裝置及其系統” 國立中正大學,中華民國發明專利,申請日期:2008/11/14,授權公告日:2013/2/1,專利號碼:I384214,專利期間:2013/2/1~2028/11/13. 

5. 王少君*, 周禮君, 謝文馨, 李佳瑜,“具微結構之微流體裝置及使用其之感測系統及其方法”,中華民國專利,發明第I383138號,Jan 21, 2013

6. 周禮君*、江昌嶽、姜崇勝、謝文馨、黃貞翰“光波導式粒子電漿共振感測系統” , 中華民國專利,申請案號:102131974,approved on March 27, 2015.

獲得3項大陸專利

1. 周禮君*、許偉庭、謝文馨、陳柏良、邱冠智,“含貴金屬的檢測裝置及檢測系統及其方法”,中華人民共和國專利,專利號:ZL200610001734.7, Aug. 1, 2007

2. 周禮君*、謝文馨、許偉庭,“生物感測裝置及其系統”,中華人民共和國發明專利,專利號:CN101487794,  Jan 16, 2009

3. 周禮君*、謝文馨、陳柏良、邱冠智、許偉庭“含貴金屬之檢測裝置及檢測系統及其方法”國立中正大學,中華人民共和國發明專利,申請日期:2006/1/23,授權公告日:2010/12/22,專利號碼:ZL200610001734.7,專利期間: 2006/1/23~2026/1/23

獲得「2011國際創新發明海報競賽銀牌獎」

獲得「2012第三屆國際創新發明大會銀牌獎」

獲得「2013 第九屆烏克蘭國際發明展金牌」

獲得「2014德國紐倫堡國際發明展,金牌」

獲得「2014 第十屆香港設計及創新科技博覽,金牌」

技轉「光纖式粒子電漿共振感測技術」,技轉金額約一百萬元

技轉「光波導式粒子電漿共振感測儀」,技轉金額約四百萬元 

III. 多孔性材料流力、熱傳特性研究

多孔性材料為具有內部孔洞之固體,一般具有高表面積、機械強度範圍廣、高熱散逸性及低密度等特性,在自然環境及各種工業之應用性極廣,如地下水層運動、成岩作用、岩漿產生機制、石油探勘、熱交換器、燃料電池、絕熱材料、生醫材料….等。本研究團隊針對多孔性材料之流力、燃燒及熱傳特性進行多年之研究,曾發表ASME Journal of Heat Transfer論文2篇、International Journal of Heat and Mass Transfer論文3篇等8篇期刊論文,獲得成果之重要性分述如下: 

III. (1)多孔性材料散熱特性

詳盡的探討發泡鋁散熱器之散熱特性,首次提供發泡鋁散熱器量化的固流溫度差,明確指出非局部熱平衡存在的範圍及影響因子,增進對多孔性材料熱傳現象的瞭解;此外,也首次探討多孔性材料散熱器長度改變時,熱傳面積及流阻兩個衝突效應(conflicting effects),對整體散熱特性之交互作用及影響,並決定出發泡鋁散熱器之最佳長度;同時,也首次指出多孔料散熱器出口高度之重要性,當出口高度降低時,散熱器結構可導引流體至熱源面,以增加散熱效能,並根據32種發泡鋁散熱器之實驗結果,提出一個新的經驗方程式來考量出口高度效應及計算發泡鋁散熱器之紐塞數 ,及決定最佳出口高度。具體研究成果如下:

Hsieh, W.H. *, and Lu, S.F., "Heat-Transfer Analysis and Thermal Dispersion in Thermally-Developing Region of a Sintered Porous Metal Channel ", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol 43, 2000, pp. 3001-3011. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 11/130, IF: 2.383, 資料年份:2014) 

Hsieh,W. H. *, Wu, J. Y., Shih,W. H. and Chiu ,W. C., “Experimental Investigation of Heat-Transfer Characteristics of Aluminum-Foam Heat Sinks”,  International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol 47, Issue 23, pp. 5149-5157, 2004 (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 11/130, IF: 2.383, 資料年份:2014) 

J. J. Foo, W.H. Shih and W. H. Hsieh*, “Analytical Study of Two-Dimensional Forced Convective Heat Transfer of Porous Media under Local-Thermal-Equilibrium Conditions”, Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, Vol. 26, No. 1-2, pp. 107-113, June 2005.  (EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 127/130, IF: 0.104, 資料年份:2014) 

W. H. Shih, W. C. Chiu, and W. H. Hsieh*,  “Height Effect on Heat-Transfer Characteristics of Aluminum-Foam Heat Sinks”, ASME Journal of Heat Transfer, Vol 128, No 6, pp. 530-537, June 2006. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 40/130, IF: 1.450, 資料年份:2014) 

W. H. Shih, F. C. Chou, and W. H. Hsieh*,” Experimental Investigation of the Heat-Transfer Characteristics of Aluminum-Foam Heat Sinks with Restricted Flow Outlet”, ASME Journal of Heat Transfer, Vol 129, Issue 11, pp. 1554-1563, Nov. 2007. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 40/130, IF: 1.450, 資料年份:2014)  

III. (2)多孔性材料流力特性

以量測多孔性材料之壓降特性為主,曾針對六種型式的發泡鋁材料,探討空孔密度以及孔隙度對壓降的影響,並且首次推出發泡材料流阻經驗方程式  ,以供流阻之估算及理論模式之驗證,此外也針對5種不同編織方式之金屬濾網進行流阻特性量測,並發展出在高雷諾時,所特有之流阻經驗方程式,此經驗方程式,成功的模擬及說明濾網在高雷諾數下之流阻特性。具體研究成果如下:

W. T. Wu, J. F. Liu, W. J. Li, and W. H. Hsieh*, “Measurement and Correlation of Hydraulic Resistance of Flow through Woven Metal Screens”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol 48, Issue 14, 2005, pp3008-3017. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 11/130, IF: 2.383, 資料年份:2014)

W. T. Wu, J. F. Liu,W. C. Chiu, and W. H. Hsieh*, "Measurement and Correlation of Friction Characteristic of Flow through Foam Matrixes", Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 30, pp. 329-336, 2006. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 21/130, IF: 1.990, 資料年份:2014) 

III. (3)多孔性加熱爐燃燒特性

首次發現在多孔性燃燒加熱爐中的「不穩定平衡燃燒現象」(meta-stable combustion),此現象指出在多孔性燃燒爐中,在一個平衡比(equivalence ratio)的狀況下,僅存在一個可以維持穩定燃燒的火焰速度,此現象的發現與瞭解,協助及導引日後多孔性燃燒加熱爐之研究與發展。此外,從實驗中量測到的溫度分佈情形,可觀察到多孔性加熱爐具有較低的火焰溫度、較寬廣的火焰區域以及較高的燃氣預熱溫度。火焰溫度比絕熱溫度低約200℃,在1000-1200℃之間;火焰區域可寬達70mm;燃氣的預熱溫度可達950-1000℃。而燃燒廢氣中CO和NOx的濃度是相當低的,寬廣的火焰區域使得[CO]濃度僅有4.2-10ppm,[NOx]濃度低於4.0ppm。具體研究成果如下:

Liu, J.F. and Hsieh, W.H. *, “Experimental Investigation of Combustion in Porous Heating Burners”, Combustion and Flame, Vol 138, Issue 3, pp. 295-303, 2004. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 4/130, IF: 3.082, 資料年份:2014)  

IV. 塑膠精密加工製程研究

本研究團隊曾進行實驗量測及理論模擬,以探討(1)薄殼產品之製程最佳化及(2)類神經網路運用於射出產品收縮翹曲之預測(3)奈米級光柵模仁之製造,研究成果發表2篇期刊論文,並協助產業發展射出成形技術。具體研究成果如下:

發表2篇期刊論文

Liao, S.J., Chang,D. Y., H. J. Chen, Tsou,L. S., Ho, J. R., Yau,H. T., Hsieh, W. H.*, Wang, James T., and Su.Y. C., “Optimal Process Conditions of Shrinkage and Warpage of Thin-Wall Parts“ Polymer Engineering and Science, May 2004, Vol. 44, No. 5, pp. 917-928. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, CHEMICAL, 61/134, IF: 1.520, 資料年份:2014)

Liao,S. J., Hsieh, W. H. * Wang,James T., Y. and Su, Y.C.,”Shrinkage and Warpage Prediction of Injection-Molded Thin-Wall Parts Using Artificial Neural Networks”, Polymer Engineering and Science, November 2004, Vol. 44, No. 11, pp. 2029-2040. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, CHEMICAL, 61/134, IF: 1.520, 資料年份:2014) 

技術移轉「光阻熱熔微電鑄法與雷射加工蝕刻法運用於導光版模仁製造」及「微電鑄及射壓成形技術」,技轉金額約9萬元 

V. 固液氣體燃料燃燒行為之探討 

V. (1) 固體燃料燃燒行為:

1.空氣安全氣囊充氣器燃燒行為:

申請者曾建立一套完整的理論模型及正再進行相關的實驗工作,以研究空氣安全氣囊充氣器內固體充氣劑的燃燒行為和充氣過程。該理論模型對增進充氣器燃燒及充氣行為的了解極有助益。申請者並運用類神經網路來進行反向工程之計算,以訂定充氣器設計參數,縣申請者正利用這些理論模型及電腦軟體來協助國內相關研究單位及產業界進行空氣安全氣囊的開發工作。研究成果在Journal of Automobile Engineering(1篇)、Combustion of Science and Technology(2篇)發表。

Hsieh, W.H. * and Chen, C.Y., “Inverse Problem of Specifying Combustion Parameters in the Design of Airbag Inflators with Neural Networks”, Combustion Science and Technology, Vol. 136, 1998, pp. 171-197. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, 40/83, IF: 0.991, 資料年份:2014)

Hsieh, W.H. * and Sun L.I., "Theoretical Simulation of Combustion Processes of Airbag Inflators", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D-Journal of Automobile Engineering, Vol. 215, No.1, 2001, pp. 1-9. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 78/130, IF: 0.828, 資料年份:2014)

W. T. Wu, W. H. Hsieh* , C. H. Huang, and C. H. Wang ,“Theoretical Simulation of Combustion and Inflation Processes of Two-Stage Airbag Inflators”, Combustion Science and Technology, Vol 177, No 2, Feb., 2005, pp. 383-412. (期刊排名: ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, 40/83, IF: 0.991, 資料年份:2014) 

2.柱燃燒(Strand Burning)行為:

曾建立一完整的柱燃燒室(Strand Burner)設備以探討各種固體燃料的柱燃燒行為及溫度敏感度。研究的固體燃料包括:NOSOL-363、XM36、含硼、鎂及各種金屬顆粒的固體燃料。研究成果曾在AIAA Journal of Propulsion and Power上發表過四篇論文,及Propellant, Explosives, Pyrotechmics期刊上發表過一篇論文。

Hsieh, W.H. Char, C. M., Zanotti, C., and Kuo, K.K.*, " Erosive and strand burning of stick propellants. I - Measurements ofburning rates and thermal-wave structures", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 6, No. 4, July - August 1990, pp. 392-399. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)

Hsieh, W.H., Peretz, A., Huang, I.T., and Kuo, K.K. *, "Combustion Behavior of Boron-Based BAMO/NMMO Fuel-Rich Solid  Propellants", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 7, No. 4, July-August 1991, pp. 497-504. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)

Chen, D.M., Hsieh, W.H., Snyder, T.S., Yang, V., Litzinger T.A., and Kuo, K.K.*, "Combustion Behavior and Thermophysical Properties of Metal-Based Solid Fuels", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 7, No. 2, March-April 1991, pp. 250-257. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)

Hsieh, W.H. * and Yeh, C.L., "Approach to the Measurement of Burning Surface Temperature of Boron", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 9, No. 1, January-February 1993, pp. 157-160. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)

Hsieh, W.H. *, and Li, W.Y., "Combustion Behavior and Thermochemical Properties of RDX-Based Solid Propellants", Propellants, Explosives, Pyrotechnics.Vol 23, Issue 3, pp. 128-136, June 1998. (SCI/EI) (期刊排名: CHEMISTRY, APPLIED, 30/70, IF: 1.604, 資料年份:2014) 

3.腐蝕燃燒(Erosive Burning)行為:

曾成功的建立一套”Real Time X-Ray Radiography System”以觀察及量測管狀藥柱內部的腐蝕燃燒現象及速率。此研究乃代表國內外第一次成功的量測到柱內部的腐蝕燃燒率。在理論上則用機率密度函數(probability density function)及雙進行參數法(two-progress variable method)配合紊流邊界層方程式及固體熱傳導方程式以模擬及預測管狀藥柱內部之腐蝕燃燒現象,這方面的成果曾在AIAA Journal of Propulsion and Power發表過兩篇論文。

Hsieh, W.H. Char, C. M., Zanotti, C., and Kuo, K.K.*, " Erosive and strand burning of stick propellants. I - Measurements ofburning rates and thermal-wave structures", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 6, No. 4, July - August 1990, pp. 392-399. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)

Hsieh, W.H. and Kuo, K.K.*, " Erosive and strand burning of stick propellants, Part II: Theoretical modeling of erosive-burning processes ", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 6, No. 4, July - August 1990, pp. 400-406. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)

4.點火行為:

申請者曾用震波隧道(Shock Tunnel)裝置,二氧化碳雷射點火設備,及熱碎片傳導點(hot fragment conductive ignition)裝置來研析各式固體燃料的熱對流點火、熱傳導點火及熱輻射點火行為。研究成果發表在兩篇AIAA Journal of Propulsion and Power論文及多篇會議論文裡。

Kuo, K.K.*, Hsieh, W.H., Hsieh, K.C., and Miller, M.S., "Modeling of Hot Fragment Conductive Ignition of Solid Propellants with Application to Melting and Evaporation of Solids", ASME Journal of Heat Transfer, Vol. 110, No. 3, August 1988, pp. 670-679. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 40/130, IF: 1.450, 資料年份:2014)

Ritchie, S.J., Hsieh, W.H., and Kuo, K.K. *, " Ignition of RDX-Based Solid Propellant Subjected to Crossflow Convective Heating", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 8, No. 3, May-June 1992, pp. 570-577. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014) 

V. (2) 液體燃料燃燒行為

曾研究液態氧與氫在高壓狀態下燃燒行為,研究結果可直接運用到太空梭主引擎內燃燒行為的研究與探討,研究成果曾發表於AIAA Joint Propulsion Conference上,並於23rd International Symposium on Combustion發表論文(post session),及一篇AIAA Journal of Propulsion and Power期刊論文。

Yang,An-Shik, Hsieh, W.H.,and Kuo,K.K. * , “Combustion of Liquid Oxygen with Hydrogen under High- Pressure Conditions”, AIAA Journal of Propulsion and Power ,Vol.12,No.5,September- October 1996, pp. 1001-1004. (SCI/EI) (期刊排名: ENGINEERING, AEROSPACE, 11/30, IF: 0.873, 資料年份:2014)  

V. (3) 氣體燃料燃燒行為

曾研究壓力因素對氫氣/氧氣燃燒行為的影響,研究結果可直接運用到未來氣體內燃機及氫氣氧氣安全氣囊燃燒行為的研究與探討。研究成果曾發表過兩篇會議論文及一篇CSME論文。 

Hsieh, W.H. *, Yang, A.S., and Her, T.S., "Combustion Processes of Hydrogen/Oxygen Diffusion Flames Under High-Pressure Conditions", Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers,Vol. 17, No. 6, Dec. 1996, pp. 525-536. (EI) (期刊排名: ENGINEERING, MECHANICAL, 127/130, IF: 0.104, 資料年份:2014)  

 


協同研究計畫:

研究計畫目錄 (all domestic projects)

計   畫   名  稱                                                                                    計畫內擔任工作               起迄年月                     補助機構

001.氣態燃料燃燒過程中壓力效應之探討與研究                                                                   主持人                   83年02月~84年07月 國家科學委員會

002.結合電腦模擬的技巧應用在設計車輛輔助保護系統研究                                               共同主持人           83年08月~84年07月 國家科學委員會

003.推進劑供給系統行為特性之模擬與量測                                                                            主持人                   83年08月~84年07月 太空計畫室

004.產學合作工具機內藏式高速主軸之研發                                                                        共同主持人           83年10月~86年09月 國科會、麗偉機械產學合作計畫

005.汽車安全氣囊的回收及廢棄處理                                                                                   主持人                   83年10月~84年05月 中正大學環科中心

006.衛星單基推進劑供給系統行為特性之研究                                                                   主持人                   84年03月~85年02月 太空計劃室

007.疊氮化物充氣器燃燒過程之電腦模擬                                                                           主持人                   84年08月~85年05月 中山科學研究院

008.氣態燃料高壓燃燒現象及自行相似解之研析                                                                   主持人                   84年08月~85年07月 國家科學委員會

009.衛星單基推進劑供給系統行為特性之研究(II)動態壓力特性                                           主持人                   85年03月~85年06月 太空計劃室

010.衛星推進模組之建立與特性研析                                                                                   主持人                   85年07月~86年06月 太空計劃室

011.衛星推進劑供給系統水鎚效應與動態磨擦力之研究                                                   主持人                   85年08月~86年07月 國家科學委員會

012.充氣器理論分析方法之發展與應用                                                                                   主持人                   85年08月~86年05月 中山科學研究院

013.充氣器燃燒模式與氣囊耦合充氣過程之研究                                                                   主持人                   86年08月~87年05月 中山科學研究院

014.衛星推進模組之建立與特性研析(II)                                                                                   主持人                   86年10月~87年09月 太空計畫室

015.噴霧冷卻特性量測技術之建立與應用(I, II)                                                                           主持人                   87年07月~88年06月 工研院能資所

016.六十公升非疊氮型充氣模擬                                                                                           主持人                   87年08月~88年05月 中山科學研究院

017.衛星推進系統脈沖操作模式下之動態持性研析                                                           主持人                   87年10月~88年09月 國家科學委員會

018.多孔性材料熱傳導係數之實驗量測                                                                                指導教授                   87年11月~88年06月 國家科學委員會

019.多孔性燃燒加熱爐燃燒現象之研究(I,II,III)                                                                       主持人                   86年08月~89年07月 國家科學委員會

020. 發泡式蓄熱體評估                                                                                                           主持人                   87年10月~89年11月 工研院能資所

021.非壘氮型充氣器設計參數對充氣程之影響                                                                   主持人                   88年08月~89年11月 中科院

022.主動式CPU散熱器散熱效率研究                                                                                 指導教授           89年07月~90年02月 國家科學委員會

023.電子多孔性散熱器熱傳現象及噪音特性之研究(I,II,III)                                                   主持人                   88年08月~91年07月 國家科學委員會

024.兩段式充氣器燃燒及充氣模式探討                                                                                   主持人                   90年02月~90年11月 中科院

025.手機薄殼射出成型研究-模流分析、實驗驗證與誤差量測                                           主持人                   89年11月~90年10月 寶元科技股份有限公司

026.微溫度感測器應用於攝護腺癌細胞熱傷害之研究                                                           主持人                   89年12月~90年11月 南區微機電中心

027.中華衛星一號推進次系統太陽模式性能異常專案研究                                                   主持人                   90年07月~91年06月 太空計劃室

028.大學生跨領域能力培養研究計畫-生物科技跨領域教育學程                                   總計畫共同主持人 

        研究計畫:總計畫及子計畫(一)生物機電系統                                                         及子計畫(一)主持人   90年12月~93年12月 國家科學委員會

029.細胞膜電穿孔之特性研究                                                                                                   主持人                   90年12月~91年11月 南區微機電中心 

030.微流體競爭式生物晶片之模仁製造及射出成型研究                                                   主持人                   91年01月~91年12月 寶元科技股份有限公司

031.抗ENA蛋白質生物晶片設計(I)                                                                                       共同主持人           91年07月~93年06月 大林慈濟醫院 

032.冷凍生物晶片研發及應用-鼻咽癌冷凍治療法                                                                  主持人                   91年08月~92年07月 國家科學委員會

033.微電鑄及射壓成型技術於微流體生物晶片生產之研發及應用                                  主持人                   91年06月~92年05月 國家科學委員會、云光科技股份有限公司

034.以微毛細成型技術製造有機電晶體之研究                                                              共同主持人           91年01月~91年12月 台達電子文教基金會 

035.有機光電成品微毛細成型製造技術之可行性研究                                                      共同主持人           91年06月~92年05月 台達電子文教基金會

036.開發抗體晶片作為疾病檢測診斷,子計劃三: 微流體晶片之設計與製造                 子計畫(三)主持人           91年12月~93年12月 國家科學委員會

037螺旋壓縮機測試系統之建立與參數效應研究                                                                  主持人                   92年05月93年04月 復盛股份有限公司

038.光阻熱熔微電鑄法與雷射加工蝕刻法應用於導光板模仁製造之研究                          主持人                   92年06月~93年05月 國家科學委員會、云光科技股份有限公司

039.微/奈米模流與成型分析                                                                                                  主持人                   92年08月~93年07月 國家科學委員會

040. SARS微流體晶片之設計與製造                                                                                          主持人                   92年11月93年07月 國家科學委員會

041. 熱融電鑄模仁製造技術開發                                                                                          主持人                   92年11月93年07月 寶元科技股份有限公司

042. 以金屬奈米粒子與光波導建構的奈米尺度生物感測器及生物感測器陣列              共同主持人           93年08月96年07月 奈米國家型計畫-國家科學委員會

043 冷凍生物晶片研發及應用-鼻咽癌冷凍治療法 (II)                                                          主持人                   93年08月~94年07月 國家科學委員會

044 全像蝕刻模仁製造技術之研發                                                                                          主持人                   94年03月~94年12月 寶元科技股份有限公司

045 冷凍生物晶片研發及應用-鼻咽癌冷凍治療法 (III)                                                          主持人                   94年08月~95年07月 國家科學委員會

046 病毒免疫生物晶片檢測系統之研發與運用–SARS及其它病毒之檢測

       :總計畫及子計畫三                                                                                                          主持人                   94年08月~97年07月 國家科學委員會

047 螺旋式壓縮機參數效應研究與熱流理論模擬                                                                  主持人                   94年05月~96年04月 復盛股份有限公司

048 膝關節軟骨細胞之冷凍保存研究(I), (II)                                                                          主持人                   95年08月~97年07月 國家科學委員會

049 光波導型貴金屬奈米粒子生物感測器:原型製作與量產技術之建立(I), (II),(III)      共同主持人           95年12月~98年11月 奈米國家型學研合作研究計畫

050奈米材料在光電催化與表面增強光譜上的應用(I), (II),(III)                                            共同主持人           096/08/01~099/07/31 國家科學委員會

051生物及醫學科技人才培育先導型計畫- 奈米生醫檢測科技                                          主持人                   97年01月~99年01月 教育部

052吸收力驅動微流體檢測晶片之研發(97-2221-E-194-057-MY3)                                  主持人                   097/08/01~100/07/31 國家科學委員會

053無毒性玻璃化冷凍保存之研究                                                                                          主持人                   097/08/01~100/07/31 國家科學委員會

054直接定量病原的整合式多重感測平台(台加國合計畫)(1/2及2/2)

      ( 96-2120-M-194-004-及97-2120-M-194-002-)                                                     共同主持人           096/10/01~098/09/30 國家科學委員會

055光波導式奈米生物感測儀(1/3)(98-2120-M-194-004-CC1)                                     共同主持人           098/08/01~099/07/31 國家科學委員會

056光波導式奈米生物感測儀(2/3)(99-2120-M-194-005-CC1)                                     共同主持人           099/08/01~100/07/31 國家科學委員會

057光波導式奈米生物感測儀(3/3)(99-2120-M-194-005-CC1)                                     共同主持人           100/08/01~101/07/31 國家科學委員會

058螺旋式冷媒壓縮機關鍵技術開發先期研究                                                                         主持人                   100/03/01~100/10/31 漢鐘

059微粒子流體生化檢測晶片之設計製造與測試                                                                 主持人                   100/08/01~103/07/31 國家科學委員會

060產學合作計畫-環保冷媒雙螺旋壓縮機之關鍵技術開發-

       環保冷媒雙螺旋壓縮機之關鍵技術開發(1/2)                                                                 主持人                   100/11/01~101/10/31 國家科學委員會

061產學合作計畫-環保冷媒雙螺旋壓縮機之關鍵技術開發-

       環保冷媒雙螺旋壓縮機之關鍵技術開發(2/2,預核案)                                                 主持人                   101/11/01~102/10/31 國家科學委員會

062經濟部學界科專計畫-智能化進給系統之研發三年計畫(I), (II),(III)(三年計畫)     共同主持人           100/12/01~101/11/30 經濟部

063建構偵測污染食品微生物的微型化全分析快速篩檢平台—以沙門氏菌檢測為例

       -總計畫暨子計畫一:功能性微流體元件的整合與微型全分析平台建立(I), (II),(III)   共同主持人           101/08/01~104/08/31 科技部

064光波導式粒子電漿共振生物感測儀(I), (II),(III)(三年計畫)                                             共同主持人           101/10/01~104/09/30 科技部

065高效率生質氣化共燒鍋爐系統之開發(1/3) (104-3113-E-006-010-CC2)             共同主持人           104/01/01~104/12/31 科技部

066免標定高靈敏度雙面光柵波導生物感測晶片之開發研究(I), (II),(III)(三年計畫)   總計畫主持人           103/08/01~106/07/31 科技部

067光纖式粒子電漿共振儀應用於急性心肌梗塞之生化指標測量(1/2)                             共同主持人           104/07/01~105/04/30 科技部

068網際虛擬工具機加工精度分析、補償與監控技術之研發                                                 主持人                   104/05/01~105/03/31 科技部

069產學合作計畫-進給系統運轉監控智能化技術之研發(1/3)                                   子計畫A主持人           104/06/01~105/05/31 科技部


更新日期:2017-03-13
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