Research and development of Flexibility-controllable structural pipe-in-pipe systems

• Project/Area Number: 21760662
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Naval and maritime engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: SATO Motohiro 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (00344482)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2011: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2009: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: フレキシブルパイプインパイプ / パイプライン / 粒状体材料 / 曲げ特性 / 座屈 / 靭性能 / パイプインパイプ / 海洋パイプライン / カーボンナノチューブ

Research Abstract

This research aims to develop a brand-new flexibility-controllable structural pipe-in-pipe system. This "sandwich" system consists of outer and inner layer(usually steal) and cores between each layer. The interesting characteristics of this system is that the core is sand or equivalent granular material, which enable us to easily control the bending property of pipes. Both theoretical and experimental investigation have been carried out and the advantage of this system has been shown.

Research Products

• [Journal Article] Hard-to-Soft Transition in Radial Buckling of Multi-Concentric Nanocylinders (2012)
  • Author(s): S.-J. Park, M. Sato, T. Ikeda and H. Shima
  • Journal Title: World Journal of Mechanics Volume: Vol.2, No.1 Pages: 42-50
• [Journal Article] Thin-shell theory based analysis of radially pressurized multiwall carbon nanotubes (2012)
  • Author(s): H. Shima, S. Ghosh, M. Arroyo K. Iiboshi and M. Sato
  • Journal Title: Computational Materials Science Volume: Vol.52(1) Pages: 90-94
• [Journal Article] Buckling patterns of complete spherical shells filled with an elastic medium under external pressure (2012)
  • Author(s): M.Sato, M.A.Wadee, K.Iibosbi, T.Sekizawa, H.Shima
  • Journal Title: Int.J.Mech.Sci. Volume: (未定)(in print)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hard-to-Soft Transition in Radial Buckling of Multi-Concentric Nanocylinders (2012)
  • Author(s): S.-J.Park, M.Sato, T.Ikeda, H.Shima
  • Journal Title: World Journal of Mechanics Volume: 2 Issue: 01 Pages: 42-50
  • DOI: 10.4236/wjm.2012.21006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thin-shell theory based analysis of radially pressurized multiwall carbon nanotubes (2012)
  • Author(s): H.Shima, S.Ghosh, M.Arroyo, K.Iiboshi, Y.Sato
  • Journal Title: Comp.Mater.Sci. Volume: 52 Issue: 1 Pages: 90-94
  • DOI: 10.1016/j.commatsci.2011.04.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Approximate formulation for Bifurcation Buckling Loads of Axially Compressed Cylindrical Shells with an Elastic Core (2012)
  • Author(s): M.Sato, K.Shimazaki
  • Journal Title: Interactions and Multiscale Mechanics, An International Journal Volume: 4 Pages: 313-320
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Approximate formulation for Bifurcation Buckling Loads of Axially Compressed Cylindrical Shells with Elastic Cores Interactions and Multiscale Mechanics (2011)
  • Author(s): M. Sato and K. Shimazaki
  • Journal Title: An International Journal Volume: Vol.4(4) Pages: 313-320
• [Journal Article] Hydrostatically pressurized buckling of complete spherical shells filled with an elastic medium (2011)
  • Author(s): M.Sato, M.A.Wadee, T.Sekizawa, K.Iiboshi, H.Shima
  • Journal Title: JSCE J.Appl.Mech. Volume: 67
  • NAID: 130004557153
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diverse Corrugation Pattern in Radially Shrinking Carbon Nanotubes (2010)
  • Author(s): H. Shima, M. Sato, K. Iiboshi, S. Ghosh and M. Arroyo
  • Journal Title: Physical Review B Volume: Vol.82(8)
  • NAID: 120002317137
• [Journal Article] Core-tube Morphology of Multiwall Carbon Nanotubes (2010)
  • Author(s): M. Sato, H. Shima and K. Iiboshi
  • Journal Title: International Journal of Modern Physics B Volume: Vol.24(1-2) Pages: 288-294
• [Journal Article] パイプインパイプの軸圧縮座屈に対するコアの力学的役割 (2010)
  • Author(s): 佐藤太裕, 嶋崎賢太
  • Journal Title: 海洋開発論文集 Volume: Vol.26 Pages: 531-535
• [Journal Article] 完全没水係留浮体のスナップ荷重発生メカニズムに関する解析的検討 (2010)
  • Author(s): 佐藤太裕, 星崎心吾, 蟹江俊仁, 三上隆
  • Journal Title: 海洋開発論文集 Volume: Vol.26 Pages: 801-805
• [Journal Article] パイプインパイプの軸圧縮座屈に対するコアの力学的役割 (2010)
  • Author(s): 佐藤太裕、嶋崎賢太
  • Journal Title: 海洋開発論文集 Volume: 26 Pages: 531-535
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] フレキシブルパイプインパイプの提案とその曲げ特性に関する基礎的検討 (2009)
  • Author(s): 佐藤太裕, 渡辺香奈, 白石圭祐, 蟹江俊仁, 赤川敏
  • Journal Title: 海洋開発論文集 Volume: Vol.25 Pages: 737-740
• [Journal Article] Pressure-induced Structural Transitions in Multi-walled Carbon Nanotubes (2009)
  • Author(s): H. Shima and M. Sato
  • Journal Title: Physica Status Solidi(a) Volume: Vol.206(10) Pages: 2228-2233
• [Journal Article] フレキシブルパイプインパイプの提案とその曲げ特性に関する基礎的検討 (2009)
  • Author(s): 佐藤太裕、渡辺香奈、白石圭祐、蟹江俊仁、赤川敏
  • Journal Title: 海洋開発論文集 25 Pages: 737-740
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 中詰材を凍結させたフレキシブルパイプインパイプの挙動に関する実験的検討 (2012)
  • Author(s): 東翔太・小渡知己・佐藤太裕・蟹江俊仁・赤川敏
  • Organizer: 土木学会北海道支部年次技術研究発表会
  • Place of Presentation: 札幌・かでる2・7
  • Year and Date: 2012-02-02
• [Presentation] 中詰材を凍結させたフレキシブルパイプインパイプの挙動に関する実験的検討 (2012)
  • Author(s): 東翔太,小渡知己、佐藤太裕,蟹江俊仁,赤川敏
  • Organizer: 土木学会北海道支部平成23年度年次技術研究発表会
  • Place of Presentation: かでる2・7(札幌市)
• [Presentation] Thin-shell theory for carbon nanotube deformation under pressure (2011)
  • Author(s): M.Sato, H.Shima
  • Organizer: The 6th International Conference on Thin Walled Structures
  • Place of Presentation: ティミショアラ工科大学、ルーマニア
• [Presentation] 可塑性材料を充填したパイプインパイプの曲げ挙動に関する実験的検討 (2010)
  • Author(s): 小渡知己、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 平成22年度土木学会全国大会第65回年次学術講演会講演概要集
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2010-09-01
• [Presentation] 曲げを受けるフレキシブルパイプインパイプの挙動に関する実験的研究 (2010)
  • Author(s): 小渡知己、白石圭祐、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 土木学会北海道支部平成21年度年次技術発表会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(札幌)
  • Year and Date: 2010-02-03
• [Presentation] (2010)
  • Author(s): 小渡知己、白石圭祐、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 土木学会北海道支部平成21年度年次技術発表会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
• [Presentation] パイプインパイプの軸圧縮座屈に対するコアの力学的役割 (2010)
  • Author(s): 佐藤太裕、嶋崎賢太
  • Organizer: 海洋開発シンポジウム
  • Place of Presentation: 鹿児島県民交流会館
• [Presentation] 可塑性材料を充填したパイプインパイプの曲げ挙動に関する実験的検討 (2010)
  • Author(s): 小渡知己、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 平成22年度土木学会全国大会第65回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] フレキシブルパイプインパイプの曲げ特性に関する実験的検討 (2009)
  • Author(s): 白石圭祐、渡辺香奈、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 平成21年度土木学会全国大会第64回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 福岡大学(福岡)
  • Year and Date: 2009-09-04
• [Presentation] フレキシブルパイプインパイプの曲げ挙動における解析モデルの検討 (2009)
  • Author(s): 渡辺香奈、白石圭祐、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 平成21年度土木学会全国大会第64回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 福岡大学(福岡)
  • Year and Date: 2009-09-04
• [Presentation] フレキシブルパイプインパイプの提案とその曲げ特性に関する基礎的検討 (2009)
  • Author(s): 佐藤太裕,渡辺香奈,白石圭祐,蟹江俊仁,赤川敏
  • Organizer: 海洋開発シンポジウム
  • Place of Presentation: 横浜市横浜開港記念会館
• [Presentation] フレキシブルパイプインパイプの曲げ特性に関する実験的検討 (2009)
  • Author(s): 白石圭祐、渡辺香奈、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 平成21年度土木学会全国大会第64回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 福岡大学
• [Presentation] フレキシブルパイプインパイプの曲げ挙動における解析モデルの検討 (2009)
  • Author(s): 渡辺香奈、白石圭祐、佐藤太裕、蟹江俊仁、赤川敏
  • Organizer: 平成21年度土木学会全国大会第64回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 福岡大学
• [Book] Elastic and Plastic Deformation of Carbon Nanotubes (2012)
  • Author(s): H.Shima, M.Sato
  • Publisher: Pan Stanford Publishing(in print)
• [Book] Elastic and Plastic Deformation of Carbon Nanotubes
  • Author(s): H. Shima and M. Sato
  • Total Pages: 240
  • Publisher: Pan Stanford Publishing(in press)