• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of the Mobile Fluid Laboratory for PBL Education

Research Project

Project/Area Number 17K01056
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Science education
Research InstitutionYokohama National University (2019-2020)
Nishinippon Institute of Technology (2017-2018)

Principal Investigator

Takato Keiichiro  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 講師 (10461485)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 白山 晋  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10322067)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords流体実験 / ポータブル実験装置 / PBL教育 / 可視化 / 視線計測 / 3Dプリンター / 3DCAD設計 / PBL教育 / 3Dプリンター / PBL / 工学教育
Outline of Final Research Achievements

In engineering education, it has been shown that in order to improve the ability to think and make judgments necessary for solving various problems related to fluids, it is important to show fluid phenomena correctly and to make simple measurements, but these are difficult to achieve.
In order to show fluid phenomena correctly and measure them easily, we proposed and realized a "portable fluid laboratory" consisting of simple, inexpensive, and safe visualization and measurement methods and a group of experimental devices in this study. It was also shown that many of the components could be designed by 3D CAD and fabricated simply and inexpensively by using a 3D printer. Furthermore, it was suggested that the fabrication of the elements and the fluid experiments using a portable fluid laboratory can contribute to the improvement of basic skills in fluid mechanics by incorporating them into PBL education.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

工学教育において,実際の物理現象に触れる機会は実験を通して提供され,モノづくりにおける思考力と判断力向上に資するとされる.しかし,流体現象に関しては,大がかりな設備が必要になり,座学による説明ですまされることが多く,教育効果が十分に得られないことが指摘されている.本研究の成果「ポータブル流体実験室」は,簡易的に,安価に,安全に,実際の流体現象に触れる機会を提供できる.これにより流体力学の基礎力向上につながるものと考えられる.また,3DCADによる要素の設計,3Dプリンターによる製作,製作物を用いた実験という一連のながれを取り入れた教育は,PBL教育の手本となるものであり,その点の意義も大きい.

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Evolution of desk study tools for mechanical design:2020

    • Author(s)
      TAKATO Keiichiro
    • Journal Title

      The Proceedings of Mechanical Engineering Congress, Japan

      Volume: 2020 Issue: 0 Pages: S20215

    • DOI

      10.1299/jsmemecj.2020.S20215

    • NAID

      130008004403

    • ISSN
      2424-2667
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a 3D-printed device evaluating the aerodynamic performance of rotary wings2018

    • Author(s)
      K.Takato, S.Shirayama
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: JAMDSM0027-JAMDSM0027

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2018jamdsm0027

    • NAID

      130006449213

    • ISSN
      1881-3054
    • Related Report
      2018 Research-status Report 2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of Childhood Activities on Engineering Anticipation Capability and Capability Reinforcement through PBL2018

    • Author(s)
      TAKATO Keiichiro、MAEZONO Toshiro、SHIRAYAMA Susumu
    • Journal Title

      The International Conference on Business & Technology Transfer

      Volume: 2018.8 Issue: 0 Pages: 22-30

    • DOI

      10.1299/jsmeicbtt.2018.8.0_22

    • NAID

      130007637905

    • ISSN
      1347-8834, 2433-295X
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Education from Conceptual Designs to Experiment Verification Process, Using 3D Printer and Arduino2018

    • Author(s)
      TAKATO Keiichiro
    • Journal Title

      The Proceedings of Mechanical Engineering Congress, Japan

      Volume: 2018 Issue: 0 Pages: J2010203

    • DOI

      10.1299/jsmemecj.2018.J2010203

    • NAID

      130007619784

    • ISSN
      2424-2667
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] Engineering education using FDM 3D printer and simulating continuous product development2018

    • Author(s)
      TAKATO Keiichiro
    • Journal Title

      The Proceedings of Conference of Kyushu Branch

      Volume: 2018.71 Issue: 0 Pages: E32

    • DOI

      10.1299/jsmekyushu.2018.71.E32

    • NAID

      130007489809

    • ISSN
      2424-2780
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] 歯車式竹とんぼ小型発射台の改良とその教育効果2018

    • Author(s)
      高藤圭一郎
    • Journal Title

      機械学会講演論文集No.18-58

      Volume: NO.18-58

    • NAID

      130007668133

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] 3Dプリンターを用いた企業での継続的な製品開発を模擬した工学教育2018

    • Author(s)
      髙藤圭一郎、白山晋
    • Journal Title

      日本機械学会九州支部総会講演会 講演論文集

      Volume: No.188-1 Pages: 175-176

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] 視線計測からの動作分析を利用した竹とんぼの発射装置に対する設計情報の抽出2017

    • Author(s)
      盆子原直己,白山晋,高藤圭一郎
    • Journal Title

      日本機械学会第27回設計工学・システム部門講演会 講演論文集

      Volume: - Pages: 3304-3304

    • NAID

      130006551760

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 視線計測を用いた3次元可視化結果の見方の分析2017

    • Author(s)
      白井結哉,白山晋
    • Journal Title

      第31回数値流体力学シンポジウム 講演論文集

      Volume: -

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] 回転翼まわりの流れに対する可視化装置の開発2017

    • Author(s)
      髙藤圭一郎、白山晋
    • Journal Title

      第45回可視化シンポジウム 講演論文集

      Volume: Vol.37, No.1

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] 3Dプリンター製機械部品の強度に関する基礎的研究2017

    • Author(s)
      髙藤圭一郎、白山晋
    • Journal Title

      日本機械学会年次大会講演会 講演論文集

      Volume: No.17-1

    • NAID

      130006550896

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] 3Dプリンターを用いた回転翼の空力性能評価装置の開発2017

    • Author(s)
      髙藤圭一郎、白山晋
    • Journal Title

      日本機械学会第27回設計工学・システム部門講演会 講演論文集

      Volume: No,17-32

    • NAID

      130006551815

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 機械設計における机上検討ツールの変遷2020

    • Author(s)
      高藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会2020年度 年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 低予算のFDM型3Dプリンターを用いた技術者教育の現状2019

    • Author(s)
      高藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会2019年度 年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] FDM3D プリンターを用いた工学教育のための小型実験風洞製作の試み2019

    • Author(s)
      高藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会 技術と社会部門講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 3DプリンタとArduinoを用いた概念設計から実験までの工学教育2018

    • Author(s)
      高藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会2018年度 年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Influence of Childhood Activities on Engineering Anticipation Capability and Capability Reinforcement through PBL2018

    • Author(s)
      Keiichiro Takato
    • Organizer
      The International Conference on Business & Technology Transfer 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 歯車式竹とんぼ小型発射台の改良とその教育効果2018

    • Author(s)
      高藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会技術と社会部門講演会2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターを用いた企業での継続的な製品開発を模擬した工学教育2018

    • Author(s)
      髙藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会九州支部総会71期総会・講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Development of a 3D-printed device evaluating the aerodynamic performance of rotary wings2018

    • Author(s)
      Keiichiro Takato
    • Organizer
      ecodesign2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 回転翼まわりの流れに対する可視化装置の開発2017

    • Author(s)
      髙藤圭一郎
    • Organizer
      第45回可視化情報シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンター製機械部品の強度に関する基礎的研究2017

    • Author(s)
      髙藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会(2017年)年次大会講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターを用いた回転翼の空力性能評価装置の開発2017

    • Author(s)
      髙藤圭一郎
    • Organizer
      日本機械学会第27回設計工学・システム部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 視線計測からの動作分析を利用した竹とんぼの発射装置に対する設計情報の抽出2017

    • Author(s)
      盆子原直己
    • Organizer
      日本機械学会第27回設計工学・システム部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 視線計測を用いた3次元可視化結果の見方の分析2017

    • Author(s)
      白山 晋
    • Organizer
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi