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界面活性剤添加による乱流渦の改変を利用した熱物質輸送制御

研究課題

研究課題/領域番号 17J08520
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 熱工学
研究機関東京理科大学

研究代表者

原 峻平  東京理科大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード粘弾性流体 / 界面活性剤溶液 / 乱流渦 / 熱・物質輸送
研究実績の概要

前年度まとめた博士論文の一部である,液体の乱流へ界面活性剤を添加した際の省エネルギー効果をエクセルギー解析によって定量的評価を行った内容が,国際雑誌(IJHMT)に掲載された.その他にも,界面活性剤を添加した場合,壁鉛直方向速度変動に対して,主流方向速度変動と濃度変動が位相変調している内容について,査読付き国際学会1件の口頭発表として採択された.実験中,副次的に発見した,液体の平行平板間乱流へ界面活性剤溶液を浸出させた際に現れるゲル形成現象について国際学会(THMT9)にて発表した.
スウェーデン王立工科大学との共同研究では,航空力学の分野で重要視される基礎研究である,粗さ付き平板上での境界層遷移について実験的に調査を行った.ゼロ圧力勾配条件下で,粗さに見立てた直径dの円柱一つを平板先端から300mmの位置に設置し,円柱高さhをマイクロ単位で変更したところ,円柱下流の50dの位置で不安定性のモードがVaricoseモードからSinuousモードに変わるd/hの閾値を発見した.この内容は査読付き国際学会(IUTAM)に採択され,口頭発表の予定である.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] The Ohio State University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Royal Institute of Technology(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 界面活性剤水溶液の浸出によるゲル状SIS形成とチャネル乱流への影響2019

    • 著者名/発表者名
      石井一樹,原峻平,川口靖夫
    • 雑誌名

      日本機械学会2019年度年次大会講演論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 粘弾性流体の撹拌器流れにおける流動と混合に関する実験的研究2019

    • 著者名/発表者名
      海老原翔吾,原峻平,川口靖夫
    • 雑誌名

      日本機械学会2019年度年次大会講演論文集

      巻: -

    • NAID

      130007816785

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Interaction of free-stream turbulence and discrete roughness on boundary-layer transition2019

    • 著者名/発表者名
      S. Hara, S. B. Mamidala, J. H. M. Fransson
    • 雑誌名

      Proceedings of IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition

      巻: -

    • 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] Simultaneous measurement of turbulent momentum and mass fluxes in channel flow of viscoelastic fluid2019

    • 著者名/発表者名
      S. Hara, T. Tsukahara, Y. Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 11th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exergy transfer characteristics analysis of turbulent heat transfer enhancement in surfactant solution2019

    • 著者名/発表者名
      S. Hara, A. J. Maxson, Y. Kawaguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 130 ページ: 545-554

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.09.128

    • 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] Appearance of gel-like shear-induced structures and flow modification in turbulent channel flow with dosing of dilute surfactant solution2018

    • 著者名/発表者名
      S. Hara, K. Ishii, T. Tsukahara, Y. Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Appearance of gel-like shear-induced structures and flow modification in turbulent channel flow with dosing of dilute surfactant solution2018

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Hara, Kazuki Ishii, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instantaneous turbulent structure relating to momentum and scalar transport in a reducing channel flow with surfactant additives2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto, Shumpei Hara, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Fluids Engineering Division Summer Conference 2017

      巻: 1

    • DOI

      10.1115/fedsm2017-69533

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 粘弾性流体抵抗低減流れの粘弾性底層に現れる振動2017

    • 著者名/発表者名
      原 峻平,海寳 裕一,塚原 隆裕,川口 靖夫
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2017 講演論文集

      巻: 1 ページ: 5-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 粘弾性流体流れの粘弾性底層に現れる振動による乱流熱伝達の増大2017

    • 著者名/発表者名
      原 峻平,渡邉 可奈,海寳 裕一,塚原 隆裕,川口 靖夫
    • 雑誌名

      第64回理論応用力学講演会 講演論文集

      巻: 1 ページ: 2-2

    • NAID

      130007510132

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤水溶液の浸出によるゲル状SIS形成とチャネル乱流への影響2019

    • 著者名/発表者名
      石井一樹
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘弾性流体の撹拌器流れにおける流動と混合に関する実験的研究2019

    • 著者名/発表者名
      海老原翔吾
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤添加によるミクロ・マクロ構造形成時のチャネル乱流の流動特性2019

    • 著者名/発表者名
      原峻平
    • 学会等名
      第64回「乱流遷移の解明と制御」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous measurement of turbulent momentum and mass fluxes in channel flow of viscoelastic fluid2019

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Hara
    • 学会等名
      11th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction of free-stream turbulence and discrete roughness on boundary-layer transition2019

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Hara
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Appearance of gel-like shear-induced structures and flow modification in turbulent channel flow with dosing of dilute surfactant solution2018

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Hara
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘弾性流体抵抗低減流れの粘弾性底層に現れる振動2017

    • 著者名/発表者名
      原 峻平
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 粘弾性流体流れの粘弾性底層に現れる振動による乱流熱伝達の増大2017

    • 著者名/発表者名
      原 峻平
    • 学会等名
      第64回理論応用力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Instantaneous turbulent structure relating to momentum and scalar transport in a reducing channel flow with surfactant additives2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kawaguchi
    • 学会等名
      Fluids Engineering Division Summer Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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