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キャビテーション噴流による水中衝撃波の生成・制御に関する研究:舶用技術への新展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H04600
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 船舶海洋工学
研究機関神戸大学

研究代表者

阿部 晃久  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (50221726)

研究分担者 西尾 茂  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (30208136)
藤本 岳洋  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (60314514)
三村 治夫  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (90190727)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワード衝撃波 / キャビテーション / 混相流 / キャビテーションエロージョン / 衝撃波生成周波数 / 流体工学
研究成果の概要

本研究は海事産業における新たな衝撃波活用技術の創出を目的として、キャビテーション噴流によって生成される水中衝撃波の効果的な活用技術の確立のため、噴流中の衝撃波生成位置や発生周期、圧力変動、噴流ノズルと対象物体との最適な距離などの関係が調査され、特に、噴流中の衝撃波の生成条件とキャビテーション流場の挙動及び壊食作用について検討しました。これらの成果は海事関連分野の基盤技術への衝撃波の応用可能性を示しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

衝撃波は、工学、医学等幅広い分野で様々な応用技術が確立されてきていますが、海上輸送に支えられている我国の経済や産業へ貢献する海事関連分野での衝撃波の応用技術は未開発状態です。本研究では、衝撃波現象を舶用技術の基盤技術として活用するために、水中衝撃波の生成手法として、キャビテーション噴流を活用する方法を提案し、キャビテーションジェットと気泡運動による水中衝撃波の生成の関係やそれらの挙動について検討しました。その結果、安全かつ省エネルギーの水中衝撃波生成とその利用について知見を得ることができ、これらはバラスト水処理、船底付着生物除去などの諸問題を解決する技術として新たな応用技術に繋げられます。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 被衝突体特異形状端からの強衝撃波発生機構の考察2020

    • 著者名/発表者名
      塚本健太、藤本岳洋
    • 雑誌名

      2019年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      巻: - ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 実験・数値解析を用いた動的破壊挙動の衝突仕様依存性の考察2020

    • 著者名/発表者名
      井上健一郎、藤本岳洋、安福弘規
    • 雑誌名

      日本機械学会関西支部第95期定時総会講演論文集

      巻: 論文No.316 ページ: 1-3

    • NAID

      130007907894

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 固体間衝突における各種衝撃偏心荷重下のき裂進展挙動の実験評価2020

    • 著者名/発表者名
      安福弘規、藤本岳洋
    • 雑誌名

      日本機械学会関西支部第95期定時総会講演論文集

      巻: No.316 ページ: 1-4

    • NAID

      130007907898

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on Relationship between Genertion of Underwater Shock Waves and Erosion in Cavitating Flow2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamaki, T. Shimokawa, A. Abe
    • 雑誌名

      Proc. 32nd Intl. Symp. Shock Waves (ISSW32)

      巻: - ページ: 151-158

    • DOI

      10.3850/978-981-11-2730-4_0081-cd

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatio-Temporal Analysis of Correlation between the Cavitation Forming inside Injector and the Progress of Liquid Jet Atomization2019

    • 著者名/発表者名
      Munemura H., Nishio S., Sou A., Nishida K., Wada Y., Ueki Y., Yokohata H.
    • 雑誌名

      Proc. of the 15th International Conference on Fluid Control, Measurements and Visualization

      巻: - ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 付着粒子状物質に対するキャビテーション噴流の除去効果に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      下川 朋之、阿部 晃久、玉木 雄祐、石居 梓
    • 雑誌名

      第89回マリンエンジニアリング学術講演会論文集

      巻: - ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] キャビテーション噴流の入射角度による衝撃波生成と壊食効果に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      下川朋之,丸山泉輝, 阿部晃久
    • 雑誌名

      2019年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      巻: - ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 側方気流を受ける液体噴流微粒化過程の画像解析2019

    • 著者名/発表者名
      西尾 茂, 宗村宏晃, 林 博昭,宋 明良, 西田 恵哉
    • 雑誌名

      可視化情報学会誌

      巻: 39

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 燃料インジェクタ内における縦渦形成過程の分析2019

    • 著者名/発表者名
      西尾 茂,中村崚登,岡 拓海,宋 明良,西田恵哉
    • 雑誌名

      可視化情報学会誌

      巻: 39

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 衝突下の三点曲げぜい性金属破壊の数値シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      王芳怡、安福弘規、藤本岳洋
    • 雑誌名

      日本機械学会第32回計算力学講演会講演論文集

      巻: 論文No.137 ページ: 1-4

    • NAID

      130007817224

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of sterilization effects on marine Vibrio sp. using interaction of cavitation with shock wave in a narrow water chamber2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Jingzhu、Abe Akihisa、Koita Taketoshi、Sun Mingyu、Wang Yiwei、Huang Chenguang
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 124 号: 21 ページ: 213301-213301

    • DOI

      10.1063/1.5052521

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A theoretical model to estimate inactivation effects of OH radicals on marine Vibrio sp. in bubble-shock interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Huang Y.、Wang J.、Abe A.、Wang Y.、Du T.、Huang C.
    • 雑誌名

      Ultrasonics Sonochemistry

      巻: - ページ: 359-368

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2018.10.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Study on Interaction of Multiple Cylindrical Bubbles with Underwater shock wave2018

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe, Yiwei Wang
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Symposium on Cavitation (CAV2018)

      巻: 5-0109 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 燃料インジェクター内におけるストリングキャビテーションの発生と3次元流場構造の分析2018

    • 著者名/発表者名
      中村崚登,西尾 茂,宋 明良
    • 雑誌名

      可視化情報学会誌

      巻: Vol.38, Suppl. No.1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 側方気流を受ける液体噴流の流場構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      宗村宏晃,西尾 茂,宋 明良
    • 雑誌名

      可視化情報学会誌

      巻: Vol.38,Suppl. No.1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Fundamental study of sterilization effects on marine Vibrio sp. in a cylindrical water chamber with supply of only underwater shock waves2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Jingzhu、Abe Akihisa、Wang Yiwei、Huang Chenguang
    • 雑誌名

      Ultrasonics-Sonochemistry

      巻: 42 ページ: 541-550

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2017.11.047

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sterilization Effects on a Marine Bacterium using Underwater Shock Waves with Induced Bubbles in a Cylindrical Water Chamber2017

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Symposium on Marine Engineering (ISME)

      巻: B09-216 ページ: 341-346

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strength and Frequency of Underwater Shock Waves Related to Sterilization Effects on a Marine Bacterium2017

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe, Nobuyuki Ito, Kota Nishibayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 31th International Symposium on Shock Waves, Nagoya, Japan

      巻: SBM000302 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Generation Frequency of Rebound Shock Waves from Bubble Collapses in Cavitation Jet2017

    • 著者名/発表者名
      Kota Nishibayashi, Jingzhu Wang, Akihisa Abe
    • 雑誌名

      Proceedings of 31th International Symposium on Shock Waves, Nagoya, Japan

      巻: SBM000280 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution of Cavitation Generation to Shock Wave Sterilization Effects in a Narrow Water Chamber2017

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe, Taketoshi Koita, Mingyu Sun
    • 雑誌名

      Proceedings of 31th International Symposium on Shock Waves, Nagoya, Japan

      巻: SBM000165 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Fundamental Study on Sterilization Effect of Underwater Shock Waves with Cavitation Bubbles on Marine Bacteria2016

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe
    • 雑誌名

      Proceedings of 7th PAAMES and AMEC2016

      巻: ー ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental Observation on Generation Frequency of Shock Waves in Cavitation Flow2016

    • 著者名/発表者名
      Kota Nishibayashi, Jingzhu Wang and Akihisa Abe
    • 雑誌名

      Proceedings of 7th PAAMES and AMEC2016

      巻: ー ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] キャビテーション噴流の入射角度による衝撃波生成と壊食効果に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      下川朋之,丸山泉輝, 阿部晃久
    • 学会等名
      2019年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 被衝突体特異形状端からの強衝撃波発生機構の考察2020

    • 著者名/発表者名
      塚本健太、藤本岳洋
    • 学会等名
      2019年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 実験・数値解析を用いた動的破壊挙動の衝突仕様依存性の考察2020

    • 著者名/発表者名
      井上健一郎、藤本岳洋、安福弘規
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第95期定時総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 固体間衝突における各種衝撃偏心荷重下のき裂進展挙動の実験評価2020

    • 著者名/発表者名
      安福弘規、藤本岳洋
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第95期定時総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Study on Relationship between Genertion of Underwater Shock Waves and Erosion in Cavitating Flow Proc. 32nd Intl. Symp. Shock Waves (ISSW32)2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamaki, T. Shimokawa, A. Abe
    • 学会等名
      the 32nd Intl. Symp. Shock Waves (ISSW32)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatio-Temporal Analysis of Correlation between the Cavitation Forming inside Injector and the Progress of Liquid Jet Atomization2019

    • 著者名/発表者名
      Munemura H., Nishio S., Sou A., Nishida K., Wada Y., Ueki Y., Yokohata H.
    • 学会等名
      he 15th International Conference on Fluid Control, Measurements and Visualization
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 付着粒子状物質に対するキャビテーション噴流の除去効果に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      下川 朋之、阿部 晃久、玉木 雄祐、石居 梓
    • 学会等名
      第89回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 側方気流を受ける液体噴流微粒化過程の画像解析2019

    • 著者名/発表者名
      西尾 茂, 宗村宏晃, 林 博昭,宋 明良, 西田 恵哉
    • 学会等名
      第46回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 燃料インジェクタ内における縦渦形成過程の分析2019

    • 著者名/発表者名
      西尾 茂,中村崚登,岡 拓海,宋 明良,西田恵哉
    • 学会等名
      第46回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 衝突下の三点曲げぜい性金属破壊の数値シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      王芳怡、安福弘規、藤本岳洋
    • 学会等名
      日本機械学会第32回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーション噴流中のリバウンド衝撃波の船底付着物除去効果に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      玉木雄祐,阿部晃久,下川朋之
    • 学会等名
      平成30年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーション噴流の壊食に及ぼす水中衝撃波の効果に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      玉木雄祐,阿部晃久,下川朋之
    • 学会等名
      第88回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フジツボ付着期幼生の盤面上に着生する位置の統計的解析及び微弱青色光視認力の把握2018

    • 著者名/発表者名
      喜多村匡郎,三村治夫,首藤信通
    • 学会等名
      第88回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 複雑な混合モード下の破壊力学パラメータ評価に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      岸田強志、藤本岳洋
    • 学会等名
      日本機械学会第31回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーション噴流中のリバウンド衝撃波発生位置の推定2018

    • 著者名/発表者名
      西林昂大、阿部晃久
    • 学会等名
      平成29年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーション噴流中の衝撃波発生頻度に関する研究 -境界条件及びノズル形状が及ぼす影響-2017

    • 著者名/発表者名
      西林昂大、王静竹、阿部晃久
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか(横須賀市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] BOS 法における水中球状衝撃波による 背景画像変位の評価に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤尚之、王静竹、阿部晃久
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか(横須賀市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sterilization Effects on a Marine Bacterium using Underwater Shock Waves with Induced Bubbles in a Cylindrical Water Chamber2017

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe
    • 学会等名
      11th the International Symposium on Marine Engineering (ISME)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strength and Frequency of Underwater Shock Waves Related to Sterilization Effects on a Marine Bacterium2017

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe, Nobuyuki Ito, Kota Nishibayashi
    • 学会等名
      31th International Symposium on Shock Waves, Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation Frequency of Rebound Shock Waves from Bubble Collapses in Cavitation Jet2017

    • 著者名/発表者名
      Kota Nishibayashi, Jingzhu Wang, Akihisa Abe
    • 学会等名
      31th International Symposium on Shock Waves, Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contribution of Cavitation Generation to Shock Wave Sterilization Effects in a Narrow Water Chamber2017

    • 著者名/発表者名
      Jingzhu Wang, Akihisa Abe, Taketoshi Koita, Mingyu Sun
    • 学会等名
      31th International Symposium on Shock Waves, Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衝突条件が後続のき裂進展挙動に及ぼす影響の考察2017

    • 著者名/発表者名
      石川貴大、藤本岳洋
    • 学会等名
      日本機械学会第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 各種衝撃破壊試験時の破壊抵抗に関する数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      藤本岳洋、石橋正晃
    • 学会等名
      日本機械学会第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 疲労き裂成長抑止・緩和法に関する数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      藤本岳洋、島田光平
    • 学会等名
      第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 数値解析による混合モード作用下疲労き裂成長の応力拡大係数評価2016

    • 著者名/発表者名
      高橋明生、藤本岳洋
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 平行平板の間隙に依存したフジツボキプリス幼生の着生行動の変化2016

    • 著者名/発表者名
      中川和磨、三村治夫、遠藤紀之
    • 学会等名
      第53回好塩微生物研究会
    • 発表場所
      神戸大学(神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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