流脈線ローブのダイナミクスに基づく3次元流体混合機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22656176
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 井上 義朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (30093371)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,280千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 撹拌・混合操作 / 流体混合理論 / カオス力学系 / 流脈線 / 流脈面 / 鋳型 / 流体混合 / 混合機構 / 写像 / 可視化 / 流脈線ローブ

研究概要

撹拌槽内における流体混合は,最も基本的な単位操作のひとつであるにも拘わらず,混合機構に関する理論的研究はほとんど行われてこなかった.その最大の原因は,混合パターンすなわち流体中の形の動きと,流体物質自体の動きを混同したことにある.本研究では,流線パターンや流体粒子軌跡ではなく,流脈線や流脈面が混合パターンを生み出す鋳型となることを示し,それを用いて3次元撹拌槽内の層流混合機構を説明する新しい理論を提示した.その理論の正しさを実験的に実証するとともに,これに基づいた新しい撹拌装置を開発した

研究成果

• [雑誌論文] 流脈面の変形による混合の促進 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗, 加藤禎人, 大坂良太, 屶網和也, Oketch Lamek Onyango, 川又麻起子, 橋本種運助
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 38巻(印刷中)
  • NAID: 10030929050
  • 査読あり
• [雑誌論文] 可逆反応と不可逆反応による混合時間の差異 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 西村亮俊, 井上義朗
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 38巻 ページ: 19-24
  • NAID: 10030160325
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鮮明な流脈線の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 西川達哉, 新野純一, 西村亮俊, 井上義朗
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 37巻 ページ: 490-495
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流脈線を基にした層流混合モデルにおける不変構造と可変特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 37巻 ページ: 211-222
  • NAID: 10029241627
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流体混合概念の再考 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田文太朗, 石丸拓, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 37巻 ページ: 4-11
  • NAID: 10027970443
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鮮明な流脈線の可視化法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 井上義朗, ほか
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 37巻 ページ: 490-495
  • NAID: 10030160134
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流脈線ローブに基づく3次元撹拌槽内の混合機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗, 橋本俊輔
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 36巻 ページ: 355-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流脈線ローブに基づく3次元撹拌槽内の層流混合機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗, 橋本俊輔
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 36巻 ページ: 355-365
  • NAID: 10027040978
  • 査読あり
• [学会発表] 流脈面のトポロジーと混合特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗, 加藤禎人, 橋本俊輔
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 工学院大
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] マックスブレンド翼における混合と流動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新野純一, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 工学院大
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] ツイスト型スタティックミキサーの混合性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 貴志聡史, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 工学院大
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] ツイスト型スタティックミキサーの混合性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 貴志聡史
  • 学会等名: 化学工学会第77回年会
  • 発表場所: 工学院大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] マックスブレンド翼における混合と流動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会第77回年会
  • 発表場所: 工学院大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] 流脈面のトポロジーと混合特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会第77回年会
  • 発表場所: 工学院大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] 屈曲型微小チャネルの混合性能比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山東篤生, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 屈曲型微小チャネルの混合性能比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山東篤生
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 撹拌槽内における孤立混合領域の理論的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗, 伊藤寛之, 中田繕和, 橋本俊輔
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 化学反応を利用した混合時間測定の問題点 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 西村亮俊, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 流脈線を利用したマックスブレンド翼における流れの可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新野純一, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 鮮明な流脈線可視化手法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 西川達哉, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 撹拌羽根により誘起される摂動が層流混合に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川又麻起子, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 撹拌羽根により誘起される摂動が層流混合に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川又麻起子
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 鮮明な流脈線可視化手法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 流脈線を利用したマックスブレンド翼における流れの可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新野純一
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 化学反応を利用した混合時間測定の問題点 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 撹拌槽内における孤立混合領域の理論的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 回転翼撹拌による水和物スラリー中における結晶粒子径・形状制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 伊藤寛之, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 東京農工大
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] 層流混合における不変構造と可変特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 東京農工大
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] Moffatt流れを利用した二次元層流カオス混合の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近持祐介, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 神戸大
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 可逆反応を利用した撹拌槽内における混合時間の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村亮俊, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 神戸大
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] Moffatt流れを利用した二次元層流カオス混合の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近持祐介, 井上義朗, ほか
  • 学会等名: 第13回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 神戸大學(神戸市)
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 可逆反応を利用した撹拌槽内における混合時間の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村亮俊, 井上義朗, ほか
  • 学会等名: 第13回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 神戸大學(神戸市)
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] Analysis of Enhancement Mechanism on Mixing with Baffles by use of Three-Dimensional Streak Visualization (2010)
  • 著者名/発表者名: Onyango Oketch, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 同志社大
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 流体混合概念の一般化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡田文太朗, 石丸拓, 橋本俊輔, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 同志社大
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 流体混合概念の一般化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡田文太朗, 井上義朗, ほか
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学(京都市)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Analysis of Enhancement Mechanism on Mixing with Baffles by use of Three-Dimensional Streak Visualization (2010)
  • 著者名/発表者名: Onyango Oketch, 井上義朗, ほか
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学(京都市)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 回転翼攪拌槽における邪魔板の挿入による混合促進機構～流脈断面の可視化による検討～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 屶網和也, 井上義朗
  • 学会等名: 化学工学会
  • 発表場所: 同志社大
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 回転翼撹拌槽における邪魔板の挿入による混合促進機構～流脈断面の可視化による検討～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本俊輔, 井上義朗, ほか
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学(京都市)
  • 年月日: 2010-09-06
• [図書] 改訂七版化学工学便覧 (2011)
  • 著者名/発表者名: 化学工学会編(I-6章担当と執筆)
  • 総ページ数: 1128
  • 出版者: 丸善出版
• [備考]
  • URL: http://www.cheng.es.osaka-u.ac.jp/hiratalabo/index.i.html
• [備考]
  • URL: http://www.cheng.es.osaka-u.ac.jp/hiratalabo/index.i.html
• [備考]
  • URL: http://www.cheng.es.osaka-u.ac.jp/hiratalabo/index.i.html