2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Intelligent Rheometry Designed by 2-D Ultrasonic Velocity Profiler
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18J20516
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
芳田 泰基 北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 超音波 / レオロジー / 計測手法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スイス連邦工科大学・食品工業、化学工業の各研究・産業機関、それぞれにおいて共同プロジェクトとして、本研究課題を遂行している。今年度初旬、貴会の“若手研究者海外挑戦プログラム”による研究助成を受けた。海外研究派遣によるスイス連邦工科大学との共同研究を行い、現段階における計画の進行が著しく加速されている。研究成果として得られた中で、特に重要な事項を列挙する。・当研究の進展による、特許出願・レオロジー分野における有力な国際誌（Journal of Rheology）への論文掲載（線形粘弾性解析による非ニュートン性流体のレオロジー評価（Journal of Rheology））・流体物理学分野における有力な国際誌（Physics of Fluids）への二報の論文が掲載(① 球形分散粒子の配列が引き起こす実効粘弾性への変調（国際学会にて2020 年8 月に研究発表予定、Physics of Fluids）、② 果肉を含む流動食品の線形粘弾性解析を用いた評価（国際学会にて研究発表済み、Physics of Fluids）、①、②二報ともFeatured articleに選定）・米国物理学協会(AIP)における、採択論文のプレスリリース・北海道大学における、採択論文のプレスリリース。これら成果に加え、現在国際ジャーナルに論文投稿予定が5件、国際会議が2件、特許出願予定1件あり。いずれも来年度中に成果を公表する計画がある。インラインレオメトリ技術の確立に先駆けて、非ニュートン性流体に適用可能な超音波スピニングレオメトリ（USR）の開発を進めている。USR の完成は、同じく流速計測手法ベースで開発を想定している本研究課題の解決に直結する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非ニュートン流体物理への取り組みにより、運動学的レオメトリとしてのデータベースが高度化された。運動学的レオメトリの概念を管内脈動流に転用することによって、インラインレオメトリを提案し、特許出願（特願2019-056493）をすでにおえている。国際共同研究（スイス連邦工科大学：4 か月間）と経て、パイロットプラント規模の装置を用いた実験を行った（平成31 年度JSPS：若手研究者海外挑戦プログラムに採択済み）。現時点で論文発表等はないが、長さ10 m 規模のループ型パイプライン装置が組みあがり、まもなく実験に移行する段階である。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験による実証と並行して、産業との共同開発を予定している。協力機関としては、化学工業と食品工業、並びに医療研究機関とすでに計画がある。レオメータとしてのプロトタイプを完成させるとともに、即時産業応用可能なツールを開発するのが、今後の直近目標である。今年度共同プロジェクトを行ったスイス連邦工科大学チューリッヒ校(ETHZ)の専門家と引き続き、コンタクトを取り、実用性の拡充を目指す。現在予定している研究発表は、下記の通りである。① インラインレオメトリの特許に関して、国際特許取得予定 ② 運動学的レオメトリの新設計の特許出願一件 ③ チキソトロピー性流体の経時変化を伴うレオロジーについて論文投稿 ④ 非ニュートン性流体へのインラインレオメトリによるレオロジー評価結果について論文投稿予定 ⑤ 食品の嚥下とレオロジー物性との関連について、論文投稿予定
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