| 研究課題/領域番号 |
20K14646
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 (2022-2023)
東京農工大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
武藤 真和 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30840615)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 血行力学 / 流体計測 / 圧力計測 / 可視化技術 / 偏光計測 / 複屈折 / 高速度光弾性法 / 画像再構成 / 応力計測 / 光弾性法 / 脳血管障害 / 高分子 / レオロジー / 脳動脈瘤 / 光弾性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
日本はクモ膜下出血の発症が世界的に高く，死亡者数は毎年1万人以上を超え，その約95%は血液の応力集中による脳動脈瘤の破裂が原因である．しかし，複雑形状を有するミリスケール瘤の流体応力場を実験的に計測する手法が確立されておらず，破裂メカニズムは未解明のままである．
本研究では上述の解決に向けて，申請者の提案する二次元非定常流体応力場の光学計測手法 (課題番号: 19K23483) を，三次元非定常計測へと拡張することで「4D (3 dimension + time) 流体応力場計測システム」を構築し，脈動流により非定常変動する瘤内部の応力集中部の三次元位置を特定することを最終目標とする.
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| 研究成果の概要 |
本研究では，二次元非定常流体応力場の光学計測手法「高速度光弾性法」を拡張し，脈動流により非定常変動する脳動脈瘤内部の応力集中部の三次元位置を実験的に特定することを最終目標に掲げた．成果として，円管内を流れる模擬血液の三次元応力場を非定常計測できる「4D (3 dimension + time) 流体応力場計測システム」の構築に成功した．本手法は高速度偏光カメラとindex-matching法を複合しており，さらには得られた計測データに画像再構成手法を施すことで，円管の任意断面における二次元応力ベクトル場を可視化できる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
流体応力場を実験的に非定常・非接触計測できる本計測手法の開発は，流速場計測を基盤に発展してきた流体力学分野に対して学術的および社会的に意義がある．本計測手法は，新たな流体計測技術として活用できるだけでなく，流体応力場計測データを基盤とした流体力学の学問を進展させるポテンシャルを秘めている．例えば，血行力学分野に限定した具体例として，くも膜下出血の原因となる脳動脈瘤の破裂機構の解明や，血液（非ニュートン流体）の応力構成方程式の開発などに貢献する．
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