Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

計測工学 / 原子力エネルギー / 流体工学 / 超音波 / 流量計測 / 流体力学

超音波パルスの発信信号に変調を施し、エコー信号のSN比を高めて高空間分解能を達成するスペクトラム拡散技術を超音波流速分布計測法(UVP)に取り入れると共に、UVPの高精度流量計測性能を利用して、曲流路後流での高精度流量計測を行い、同一円周上のいくつかの速度分布計測値からFFT解析することによって最小センサ数を決定する、新しい最小センサ数決定解析手法を考案した。また、曲がり管内路の探傷と流れ場の把握に、フェイズドアレイ技術を応用したフェイズドアレイ二次元ベクトル法を考案して実験結果と数値流体解析結果を比較するとともに、スペクトラム拡散法を用いた曲流路探傷式高精度超音波流量計測システムを開発した。

原子力計測 / 放射線物理 / 原子力エネルギ / 計測工学 / 流体工学 / 超音波 / 流量計測 / フェーズドアレイ / 超音波診断 / 流速分布計測

本研究では、従来行ってきた超音波流速分布計測法の高精度超音波流量計にフェーズドアレイ法を用いた診断技術を融合して、配管壁内の探傷を行いながら、流れ場の流速分布計測が可能なフェーズドアレイ探傷式超音波流速分布流量計の基礎開発を目的としている。本研究では、まず、フェーズドアレイ探傷式超音波流速分布流量計に必要なアレイセンサの設計を数値解析を用いて行い、3次元音圧計測実験装置を用いた音圧分布計測から、センサの特性を調べた。次に、8chパルサ/レシーバ、ADコンバータおよび信号処理装置を組み合わせてハードウェアを構築し、汎用信号制御ソフトを用いてアレイ素子からの送受信制御および流速分布計算のアルゴリズムを処理出来るソフトウェアを構築した。そして、構築したフェーズドアレイ探傷式超音波流速分布流量計を用いて、配管流れおよびフェイズド探傷の基礎実験を行い、本手法の有効性を確認した。

熱工学 / 流体工学 / レーザ計測 / エネルギー全般 / 光散乱 / 混相流 / 干渉画像法 / 計測光学 / レーザー計測 / 計測工学

本研究では環境技術に必要不可欠な微粒子含む分散系二相流の熱物質移動現象のダイナミック計測システムを開発した.分散粒子群による光散乱の詳細を実験により解析した.1μm以下の気泡の溶解促進が初めて動的に観察された.相変化を伴う移動現象の動的センシングをkHz以上の時間分解能にて行い,蒸発過程にある液体の詳細な計測を行った.イオン液体を用い電子顕微鏡下での粒子画像流速測定手法を確立し,メソ-ナノスケール熱物質移動現象の解明に必須の流動センシング技術を構築した.

流体 / 流体工学 / 熱工学 / 計算物理 / 計測工学 / 乱流構造 / 階層構造

乱流研究の歴史は100年余りに及びその間幾つかの重要な発見が行われ,それらの結果は純粋な乱流理論の発展のみならず,乱流モデルの開発や乱流に付随する現象の予測と制御といった工学的応用研究の進展にも貢献してきた.コルモゴロフに代表される理論的研究に加えて,1950〜1960年代に発見された大規模組織構造は,乱流に関連する多くの研究,特に抵抗低減,乱流混合,乱流モデル等の工学的に重要な研究に多大な影響を与え,無秩序運動の予測・制御から準秩序構造の予測・制御へと研究の方法論を大幅に変化させた.一方,微細スケールの構造に関しては,1990年代後半になり乱流場の種類に依存しない普遍的な特性を有する微細構造の存在が明らかとなった.この構造は,コヒーレント微細構造と呼ばれ,乱流エネルギー散逸率及びその間欠性等と密接に関連しているとともに,抵抗低減,乱流燃焼等の特性を決定する重要な構造である.通常,乱流は乱流運動エネルギーの大部分を保有する大規模スケールの渦から徐々に小さな渦へとエネルギーが伝達され,最終的にコロモゴロフ・スケールで熱エネルギーに変換されると考えられている.このカスケード過程は慣性小領域に成立する-5/3乗則によって裏打ちされており,そこには階層的な渦構造が存在するものと信じられている.この階層構造は,上述の大規模組織構造とコヒーレント微細構造の間を取り持つ構造であるが,中間スケールの渦構造の存在も含めてその詳細は未だ明らかにされていない.本研究では,乱流階層構造を核として乱流構造の統計,乱流モデルによる予測,MEMSを用いた乱流制御,乱流混合拡散,抵抗低減,乱流燃焼を含む反応性乱流についての研究動向とその将来性を調査し,それらの結果に基づいて一線で活躍する研究者を組織し,領域名を「多様な階層構造に基づく乱流の予測,制御及び活用」として特定領域研究へ申請した.

【研究分担者】
古市紀之	国立研究開発法人産業技術総合研究所	その他部局等	研究員	(Kakenデータベース)
小池義和	芝浦工業大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)
村川英樹	神戸大学	工学(系)研究科(研究院)	助教	(Kakenデータベース)
都築宣嘉	一般財団法人エネルギー総合工学研究所(原子力工学センター)	その他部局等	その他	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
小池義和	芝浦工業大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)
村川英樹	神戸大学	工学(系)研究科(研究院)	助教	(Kakenデータベース)
武居昌宏	千葉大学	工学(系)研究科(研究院)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
金田行雄	名古屋大学	大学院・工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
小尾晋之介	慶應義塾大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)
笠木伸英	東京大学	大学院工学系研究科	教授	(Kakenデータベース)
小森悟	京都大学	大学院・工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
梶島岳夫	大阪大学	大学院・工学研究科	教授	(Kakenデータベース)