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プラズマ誘起気泡の成長・収縮を利用した超高密度電荷集積法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K13864
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 岳彦  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10302225)

研究分担者 金澤 誠司  大分大学, 工学部, 教授 (70224574)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード気泡内放電 / 可視化 / レーザー誘起気泡 / 放電電流 / 帯電 / 数値解析 / 高密度電荷 / レーザ誘起気泡
研究成果の概要

本研究は,プラズマ誘起気泡の崩壊時に超高密度電荷を集積させることで,エネルギー収束を飛躍的に高めることを目的とし,以下の成果を得た.ナノパルスレーザを収束し気泡を純水中に発生させ,気泡径が最大になったときに気泡内に放電する装置ならびに可視化・計測装置の開発に成功した.放電により気泡内に電荷を供給し,気泡が崩壊する際に表面積が急速に減少することを利用して電荷密度を高めると,気泡から水中へストリーマ状のチャネルが形成されることが明らかになった.この結果は,液体の絶縁性を向上させると高密度を上昇させることができることを示唆しており,高密度電荷集積法の開発の基盤となる発見である.

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Gas Flow Formation by Plasma Discharge on Water Surface2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuji Shimizu, Masashi Hara, Naoya Kishimoto, Daisuke Yoshino, Gregor E. Morfill and Takehiko Sato
    • 雑誌名

      International Journal of Plasma Environmental Science and Technology

      巻: 10 (1) ページ: 83-87

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of Continuous Discharge Current for Secondary Streamer in Water2016

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Toshiro Kaneko and Takehiko Sato
    • 雑誌名

      International Journal of Plasma Environmental Science and Technology

      巻: 10 (1) ページ: 16-19

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study on Formation of Plasma Nanobubbles in Water2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Sato, Tatsuyuki Nakatani, Takashi Miyahara, Shiroh Ochiai, Masanobu Oizumi, Hidemasa Fujita and Takamichi Miyazaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 656 ページ: 012036-012036

    • DOI

      10.1088/1742-6596/656/1/012036

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] プラズマ誘起気泡の崩壊過程における放電の影響2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田さやか, Outi Supponen, 金澤誠司, 伊賀由佳, 中嶋智樹, Mohamed Farhat, 佐藤岳彦
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第52期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 負極性水中放電の進展過程の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      熊谷諒, 金澤誠司, 大谷清伸, 小宮敦樹, 金子俊郎, 中嶋智樹, 佐藤岳彦
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第51期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学工学部(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Discharge in a Plasma-induced Bubble on Cavitation Dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamata, Outi Supponen, Tomoki Nakajima, Seiji Kanazawa, Yuka Iga, Mohamed Farhat, and Takehiko Sato
    • 学会等名
      3rd Taiwan-Japan Workshop on Plasma Life Science and Technology (2016TJPL)
    • 発表場所
      Ming Chi University of Technology(台湾・新竹)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Initiation and propagation processes of underwater streamers2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Sato, Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya and Toshiro Kaneko
    • 学会等名
      Joint Symposium of the 9th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology (APSPT-9) and the 28th Symposium on Plasma Science for Materials (SPSM-28)
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-12-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study on Formation of Plasma Nanobubbles in Water2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Sato, Tatsuyuki Nakatani, Takashi Miyahara, Shiroh Ochiai, Masanobu Oizumi, Hidemasa Fujita and Takamichi Miyazaki
    • 学会等名
      9th International Symposium on Cavitation (CAV-2015)
    • 発表場所
      スイス連邦工科大学ローザンヌ校(スイス・ローザンヌ市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水中正ストリーマの進展開始電圧に及ぼす放電パラメータの影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤岳彦
    • 学会等名
      静電気学会2015年度シンポジウム-環境負荷低減に寄与するコーティング/表面処理技術-
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水中衝撃波を用いた指向性マイクロジェットの生成2015

    • 著者名/発表者名
      南共哉, 中嶋智樹, 金子俊郎, 佐藤岳彦
    • 学会等名
      日本機械学会 第93期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Electric Fields on the Inception of Primary and Secondary Streamers in Water2015

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Toshiro Kaneko and Takehiko Sato
    • 学会等名
      15th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2015), 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD-2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Bubble Generation Method by Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Sato, Yohei Nagasawa, Kiyonobu Ohtani, Takashi Miyahara and Tatsuyuki Nakatani
    • 学会等名
      15th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2015), 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD-2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microjet Formation Mechanism in a Cavitation Process2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Minami, Takehiko Sato, Kiyonobu Ohtani, Tomoki Nakajima, Toshiro Kaneko and Mohamed Farhat
    • 学会等名
      15th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2015), 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD-2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水中ストリーマの進展開始電界強度への放電条件の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤岳彦, 藤田英理, 金澤誠司, 大谷清伸, 小宮敦樹, 金子俊郎
    • 学会等名
      2015年度第39回静電気学会全国大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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