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固液混相の流動抵抗評価と磁場による流動抑制

研究課題

研究課題/領域番号 18H01758
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26060:金属生産および資源生産関連
研究機関北海道大学

研究代表者

岩井 一彦  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80252261)

研究分担者 上野 和之  岩手大学, 理工学部, 教授 (20250839)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード電磁流体力学 / 固液混相 / 電磁ブレーキ / 混相流
研究成果の概要

磁場は液体金属の流動抑制機能を有する。ここでは、固相と液相とが共存している固液混相を模擬した系に対して磁場の流動抑制機能効果を調査した。磁場印加の対象系として、単純な円柱形状固体棒を円管中に挿入した系と、固体球を円管内に充填した充填層系の二つを採用した。磁場印加の対象系によらず、アルミナ(セラミックス)を固相材質とした系よりも、銅を固相材質とした系のほうが、磁場印加による液体錫の流速低減効果は大きかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

強度や耐食性など、様々な特性を向上させるために、金属材料は種々の元素を添加して合金とすることが多い。しかしながら、鋳造中に添加元素が不均一となり、その特性を十分に発揮できないことがある。鋳造中の液体金属の流れの抑制がその防止に有効なので、固液混相への磁場印加が、流動抑制にどの程度影響を与えるのかの解明を試みた。その結果、「研究成果の概要」で述べた結果を得た。これは、電磁流体力学の発展に寄与する。また、鉄鋼をはじめとする金属産業のみならず、金属を使用する産業全てへ将来的には波及するものと考える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 絶縁性の充填層内を流れる液体金属流速に及ぼす勾配磁場の効果2021

    • 著者名/発表者名
      楠銀河、岩井一彦、上野和之
    • 雑誌名

      材料とプロセス

      巻: 34 ページ: 86-86

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 充填層内の液体金属流動に及ぼす磁場勾配の効果2020

    • 著者名/発表者名
      楠銀河、岩井一彦、上野和之
    • 雑誌名

      材料とプロセス

      巻: 33 ページ: 509-509

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 磁場印加された溶融錫と周囲固相の電気伝導度の差が錫流動に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 雑誌名

      第14回日本磁気科学会年会講演要旨集

      巻: 14 ページ: 14-15

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 磁場印加下での溶融錫流動に及ぼす円管内銅棒の配置効果2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太, 岩井一彦, 上野和之
    • 雑誌名

      材料とプロセス

      巻: 32 ページ: 501-501

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 銅棒が軸方向と平行配置された円管内の溶融錫流動抑制のための磁場印加2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 雑誌名

      平成30年度日本鉄鋼協会日本金属学会両支部合同冬季講演大会概要集

      巻: 1 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 銅棒が軸方向へ配置された円管へ磁場印加したときの溶融錫の流動2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 雑誌名

      材料とプロセス

      巻: 32 ページ: 152-152

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 銅棒が軸方向と平行配置された円管内を流れる溶融錫への磁場印加2018

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 雑誌名

      第13回日本磁気科学会年会講演要旨集

      巻: 1 ページ: 13-14

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 絶縁性の充填層内を流れる液体金属流速に及ぼす勾配磁場の効果2021

    • 著者名/発表者名
      楠銀河、岩井一彦、上野和之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第181回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 充填層内の液体金属流動に及ぼす磁場勾配の効果2020

    • 著者名/発表者名
      楠銀河、岩井一彦、上野和之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第180回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 磁場印加された溶融錫と周囲固相の電気伝導度の差が錫流動に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 学会等名
      第14回日本磁気科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 磁場による固液混相の流動抑制2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 「凝固過程の偏析及び欠陥の解析と定量化」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 磁場印加下での溶融錫流動に及ぼす円管内銅棒の配置効果2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第178回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電磁場の基礎と鉄鋼プロセスへの適用2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第146回特殊鋼部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅棒が軸方向と平行配置された円管内の溶融錫流動抑制のための磁場印加2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 学会等名
      平成30年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同冬季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 銅棒が軸方向へ配置された円管へ磁場印加したときの溶融錫の流動2019

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 銅棒が軸方向と平行配置された円管内を流れる溶融錫への磁場印加2018

    • 著者名/発表者名
      飯村奨太 岩井一彦 上野和之
    • 学会等名
      第13回日本磁気科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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