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水中膜運動による省エネルギー型海水殺菌システムの構築と実証研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K22016
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードマイクロバブル / 水中衝撃波 / フリーラジカル / バラスト水処理 / 船底付着物除去 / 化学反応解析 / OHラジカル / 微小気泡運動 / 海事科学応用
研究開始時の研究の概要

国際海上輸送において船舶バラスト水中の微生物は海洋生態系を乱す原因となり、その管理が不可欠である。また、海水に浸された船体などへの海洋生物の付着問題は、燃費及び効率の低下、外装の悪化など経済的な損失を招き、解決が求められる海事科学分野の課題である。本研究では、安全安心な海洋微生物処理技術を確立するために、衝撃圧力で誘起される微小気泡運動により、酸化作用物質(フリーラジカル)の効率的生成方法及び条件を見出す。気泡運動によるフリーラジカル生成の最適条件の同定は、パラメーターが多く、探索的性質の強い挑戦的研究である。本研究成果は、海事産業分野に貢献できる新たな基盤技術の創出に繋げられる。

研究成果の概要

本研究では、衝撃圧力によって誘起する微小気泡運動の有効活用により、酸化作用物質の効率的生成方法および条件を見出し、省エネルギーかつ安全安心な海洋微生物処理技術を確立し、海事産業分野に貢献できる新しい基盤技術創出を目的として実施した。気泡運動におけるOHラジカル生成タイミング、生成量予測、気泡崩壊の連鎖現象、弾性体膜や薄板による気泡生成メカニズム及びキャビテーション生成条件、Arガスの溶解によるOHラジカルの生成濃度上昇効果、放電衝撃負荷による金属板からのキャビテーション気泡生成と気泡運動の誘起を数値的実験的に明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、衝撃圧力によって誘起する微小気泡運動の有効活用により、酸化作用物質の効率的生成方法および条件を見出し、省エネルギーかつ安全安心な海洋微生物処理技術を確立し、海事産業分野に貢献できる新しい基盤技術を創出を目指し、海事科学分野において未だ応用例が少ない圧縮性流体力学に基づく取り組みである点で学術的意義があり、また海洋のSDGsや海事技術の発展に貢献が期待できる研究である点で社会的意義がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 画像の輝度変化に着目したキャビテーション噴流中の衝撃波生成の観測2022

    • 著者名/発表者名
      阿部晃久、大西智士
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 36 ページ: 172-179

    • 関連する報告書
      2022 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2020

    • 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 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 無隔膜式衝撃波管を用いた水中衝撃波生成に関する基礎研究2020

    • 著者名/発表者名
      猪井裕貴, 富永泰斗, 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 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 衝撃波による微小気泡の崩壊運動に伴うOHラジカル生成量の数値予測2020

    • 著者名/発表者名
      韓 コウ天、野口真依、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: 1-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属板を介した水中放電による衝撃波と微小気泡生成2023

    • 著者名/発表者名
      丸山泉輝,公江 仁一,阿部 晃久
    • 学会等名
      2022年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 水中衝撃波と弾性膜の干渉によるOHラジカルの生成効果2023

    • 著者名/発表者名
      山下理央,公江仁一,阿部晃久
    • 学会等名
      2022年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 先端形状が異なる飛翔体の水中貫入に伴う周囲流れの解析2023

    • 著者名/発表者名
      平井龍志,公江仁一,阿部晃久
    • 学会等名
      2022年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Experimental analysis of underwater noise produced by impacted bars2023

    • 著者名/発表者名
      Jinichi Koue, Saori Shyu, Akihisa Abe
    • 学会等名
      The 33rd International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compressible hydrodynamic consideration of cavitating jets on the scraping action of organisms attached on marine structures2023

    • 著者名/発表者名
      Jinichi Koue, Satoshi Onishi, Akihisa Abe
    • 学会等名
      The 33rd International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 付着物除去効果向上のためのキャビテーション噴流挙動の観測と解析2022

    • 著者名/発表者名
      大西智士、公江仁一、阿部晃久
    • 学会等名
      第92回(令和4年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 洋上風車パイル打設時の水中騒音発生メカニズムに関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      鄒 思織、宮下 晃、公江仁一、阿部晃久
    • 学会等名
      第92回(令和4年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 異なる噴流形態のキャビテーション噴流の衝撃波生成と壊食に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      下川朋之,大西智士, 阿部晃久
    • 学会等名
      2020年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 飛翔体の水中貫入による水中衝撃波生成に関する実験的研究2021

    • 著者名/発表者名
      猪井裕貴, 石居梓,平井龍志, 阿部晃久
    • 学会等名
      2020年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中衝撃波と微小気泡の干渉に伴うOHラジカル生成の数値予測2021

    • 著者名/発表者名
      野口真依,山下理央, 阿部晃久
    • 学会等名
      2020年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] 無隔膜式衝撃波管を用いた水中衝撃波生成に関する基礎研究2020

    • 著者名/発表者名
      猪井裕貴, 富永泰斗, 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃波による微小気泡の崩壊運動に伴うOHラジカル生成量の数値予測2020

    • 著者名/発表者名
      韓 コウ天、野口真依、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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2024-01-30  

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