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複雑系化学プロセスのゆらぎと不安定性の概念の構築

研究課題

研究課題/領域番号 09450287
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化学工学一般
研究機関神戸大学

研究代表者

片岡 邦夫  神戸大学, 工学部, 教授 (20031081)

研究分担者 大村 直人  神戸大学, 工学部, 助手 (50223954)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
1998年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1997年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード創発的特性 / 非線形現象 / 複雑系連結現象 / 分岐現象 / 反応不安定性 / 流通反応器 / BZ反応 / 連続乳化重合 / 反応プロセス / 化学振動 / 不安定性 / 複雑系 / 分岐特性 / 混合・拡散 / ゆらぎ
研究概要

自己フィードバック型素過程をもつBelousov-Zhabotinskii(BZ)反応と水相中で均相核発生が起きる酢酸ビニルの乳化重合反応を非平衡操作の流通型反応装置で行い、得られる創発的特性をできるだけ一般化する方向で解析した。両化学プロセスの不安定性、分岐特性と精密な制御性について調べ、化学工学の新しい設計概念である創発的シンセシスの構築のための指針を得た。
[1] BZ反応に関しては(1)CSTRのみによる複雑系反応プロセスの不安定性の分岐特性を調べる実験を行い、単一ピーク振動とカオス的振動の間の遷移域に間欠カオスが出現する窓がある分岐シナリオを得た。(2)CSTRを上流側に前置反応器として、下流側に流れ方向に拡散抵抗のあるテイラー渦流反応器(TVFR)を連結した流通系反応装置において化学振動の伝播機構を調べる実験を行った結果、TVFR内の入口部では非線形カップリングによる乱れや準周期性振動が現れるが、下流では流れ方向に化学振動が安定化することを見いだした。
[2] 酢酸ビニルの乳化重合反応を履歴性に留意した特別な原料供給ラインによるCSTRで行い、核発生-成長過程と1次粒子の凝集過程が交互に間欠的に起きる機構を見いだし、創発的特性の精密制御による粒径分布制御の可能性を見いだした。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] N.Ohmura: "Instabilities of the Belousov-Zhabotinsky Reaction in a Taylor Vortex Flow Reactor wiht Constant Axial Flow" J.Chem.Eng.Japan. 30(3). 388-395 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Effective Mass Diffusion Over Cell Boundaries in a Taylor-Couette Flow System" Chem.Eng.Sci.52(11). 1757-1765 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Electrochemical Potential Oscillations of Autocatalytic Acetone-Glucose System in Axially-Moving Taylor Vortices" Proc.Int.Symp.on Transport Phenomena in Thermal Science & Process Engineering,Nov.30-Dec.3,Kyoto. 1. 139-144 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Intercellular Mass Transfer in Waving/Turbulent Taylor Vortex Flow" Proc.2nd Int.Symp.on Turbulence,Heat & Mass Transfer,June 9-12,Delft,The Netherlands. 219-228 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木村 直人: "アスペクト比の小さいテイラー・クエット流の渦発生機構と乱流遷移特性" 化学工学論文集. 23(6). 741-748 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kataoka: "New Aspects of Instabilities and Their Bifurcation in Transport Phenomenawith/without Chemical Reactions" Proc.CHEMECA'98,Sept.28-30,Port Douglas,Australia. KeynoteCD-ROM. 1-20 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Controlling Particle Size by Self-Sustained Oscillations in Continuous Emulsion Polymerization of Vinyl Acetate" Chem.Eng.Sci.53(12). 2129-2135 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Analysis of Orderliness in Higher Instabillities toward the Occurrence of Chaos in a Taylor-Couette Flow System" Proc.9th Int.Symp.on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics,July 13-16,Lisbon,Portugal. 1. 4.5.1-4.5.8 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Intercellular Mass Transfer in Wavy/Turbulent Taylor Vortex Flow" Int.J.Heat and Fluid Flow. 19. 159-166 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 片岡 邦夫: "化学プロセス複雑系非線形現象の創発的シンセシス" 化学工学論文集. 25(4)(掲載決定). (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka, D.Shindo and H.Seno: "Electrochemical Potential Oscillations of Autocatalytic Acetone-Glucose System in Axially-Moving Taylor Vortices" Proc.Proc.Int.Symp.On Transport Phenomena in Thermal Science and Process Engineering, Nov.30-Dec.3, Kyoto, Japan. Vol.1. 139-144 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka, M.Utsunomiya, D.Shindo, T.Mukaida and S.Deki: "Instabilities of the Belousov-Zhabotinsky Reaction in a Taylor Vortex Flow Reactor with Constant Axial Flow" J.Chem.Eng.Japan. 30 (3). 388-395 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka, Y.Shibata and T.Makino: "Effective Mass Diffusion over Cell Boundaries in a Taylor-Couette Flow System" Chem.Eng.Sci.52 (11). 1757-1765 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, T.Makino, A.Motomura, Y.Shibata and K.Kataoka: "Intercellular Mass Transfer in Waving/Turbulent Taylor Vortex Flow" Proc.2nd Int.Symp.On Turbulence, Heat and Mass Transfer, June 9-12, Delft, The Netherlands. 219-228 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka, T.Kataoka and Y.Naitoh: "Vortex Generation and Properties of Transition to Turbulence in a Taylor-Couette Flow System with Small Aspect Ratio" Kagaku Kogaku Ronbunshu. 23 (6). 741-748 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka, S.Watanabe and M.Okubo: "Controlling Particle Size by Self-Sustained Oscillations in Continuous Emulsion Polymerization of Vinyl Acetate" Chem.Eng.Sci.53 (12). 2129-2135 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Matsumoto, T.Aoki and K.Kataoka: "Analysis of Orderliness in Higher Instabilities toward the Occurrence of Chaos in a Taylor-Couette Flow System" Proc.9th Int.Symp.On Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics, July 13-16, Lisbon, Portugai. Vol.1. 4.5.1-4.5.8 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohmura, T.Makino, A.Motomura, Y.Shibata and K.Kataoka: "Intercellular Mass Transfer in Wavy/Turbulent Taylor Vortex Flow" Int.J.Heat and Fluid Flow. 19. 159-166 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kataoka: "New Aspects of Instabilities and Their Bifurcation in Transport Phenomena with/without Chemical Reactions" Proc.CHEMECA'98 (CD-ROM), Keynote Lecture, Sept.28-30, Port Douglas, Australia. 1-20 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kataoka: "Emergent Synthesis of Nonlinear Phenomena in Complex Chemical Processes and Systems" Kagaku Kogaku Ronbunshu. 25, (4), (accepted). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kataoka: "New Aspects of Instabilities and Their Bifurcation in Transport Phenomena with/without Chemical Reactions" Proc.CHEMECA'98,Sept.28-30,Port Duglas,Australia. Keynote. 1-20 (CD-ROM) (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Controlling Particle Sze by Self-Sustained Oscillations in Continuous Emulsion Polymerization of Vinyl Acetate" Chem.Eng.Sci.53(12). 2129-2135 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Analysis of Orderliness in Higher Instabilities to the Occurrence of Chaos in a Taylor-Couerre Flow System" Proc.9th Int.Symp.on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics,Jily 13-16,Lisbon,Portugal. 1. 451-458 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura: "Intercellular Mass Transfer in Wavy/Turbulent Taylor Vortex Flow" Int.J.Heat and Fluid Flow. 19. 159-166 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 片岡 邦夫: "化学プロセス複雑系非線形現象の創発的シンセシス" 化学工学論文集. 25(4)(掲載決定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka: "Effective Mass Diffusion over Cell Boundaries in aTaylor-Couette FIow System" Chemical Engineering Science. 52(11). 1757-1765 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura, K.Kataoka: "Instabilities of the Belousov-Zhabotinsky Reaction in aTaylor Vortex Flow Reactor wnh Constant Axial FIow" Journal of Chemical Engineering of Japan. 30(3). 388-395 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura K.Kataoka: "InterceIIular Mass Transfer in Waving/Turbulent Taylor Vortex Flow" Proc.of the 2nd lnt.Symp.On Turbulence, Heat and Mass Transfer (Delft, Netherlands). 1. 219-228 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohmura K.Kataoka: "Electrochemical Potential Oscillations of Auto-Catalytic Acetone-Glucose System in Axially-Moving Taylor Vortices" Proc.of the 10th Int.Symp.On Transport Phenomena in Thermal Science and Process Engineering (Kyoto, Japan). 1. 139-144 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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