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マイクロ放電によるプラズマ内包気泡流動システムの超機能化と革新的応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 23246032
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

西山 秀哉  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20156128)

研究分担者 田中 康規  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)
高奈 秀匡  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40375118)
連携研究者 安岡 康一  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00272675)
竹内 希  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (80467018)
研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)
2013年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2012年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
キーワード機能性流体 / パルス放電 / 放電気泡 / 気泡ジェット / 高活性化 / ラジカル / 難分解性有機物分解 / 水質浄化 / バルス放電
研究概要

メチレンブルーや酢酸等の液中難分解性有機物の分解を目的として、省エネパルス放電でOラジカルおよびOHラジカルを発生するプラズマ内包気泡流動システムと細管内放電気泡システムを開発した。放電気泡のダイナミクス、生成ラジカルや処理液中の溶存化学種の同定、また、印加電圧やデューティー比、周波数、アルゴンガス供給量等の作動条件、さらには、ガス供給管数、小孔配列等のシステム形状によるメチレンブルーや酢酸の分解率およびエネルギー効率を明らかにした。また、気泡内高温・高圧下でのオゾンやラジカルの寿命を予測するプラズマ反応モデルを構築した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (16件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Nanosecond Pulsed DBD in Lean Methane-Air Mixture for Typical Conditions in Internal Engines2014

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka and Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      Plasma Sources Science and Technology

      巻: Vol.23 (in press)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Nanosecond Pulsed DBD in Lean Methane-Aair Mixture for Typical Conditions in Internal Engines2014

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka and Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      Plasma Sources Science and Technology

      巻: Vol.23

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A High-Speed Photoresist Removal Process Using Multibubble Microwave Plasma under a Mixture of Multiphase Plasma Environment2013

    • 著者名/発表者名
      Tatuo Ishijima, Kohei Nosaka, Yasunori Tanaka, Yoshihiko Uesugi, Yousuke Goto and Hideo Horibe
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: Vol.103, No.14 号: 14 ページ: 142101-142101

    • DOI

      10.1063/1.4823530

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of DBD Multiple Bubble Jets for Methylene Blue Decolorization2013

    • 著者名/発表者名
      Hideya Nishiyama, Ryosuke Nagai, Kei Niinuma and Hidemasa Takana
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 8 号: 1 ページ: 65-74

    • DOI

      10.1299/jfst.8.65

    • NAID

      130003366699

    • ISSN
      1880-5558
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Two Models for the Simulation of a DC Arc Plasma Torch2013

    • 著者名/発表者名
      Renzhong Huang
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Spray and Technology

      巻: 22 号: 2-3 ページ: 183-191

    • DOI

      10.1007/s11666-012-9860-0

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Nonequilibrium Argon-Oxygen Planar Plasma Jet Using a Half-Confined Dielectric Barrier Duct in Ambient Air2012

    • 著者名/発表者名
      Qing Li, Hidemasa Takana, Yi-Kang Pu and Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: Vol.100, No.13 号: 13 ページ: 133501-133501

    • DOI

      10.1063/1.3698135

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Simulation of Reactive Species Production by Methane-Air DBD at High Pressure and High Temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Takana, Yasunori Tanaka and Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: Vol.97, No.2 号: 2 ページ: 25001-25001

    • DOI

      10.1209/0295-5075/97/25001

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パルス放電気泡ジェットの可視化と水処理2013

    • 著者名/発表者名
      篠木祥平,新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      可視化情報学会可視化情報全国講演会会津2013
    • 発表場所
      会津大学
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] パルス放電気泡ジェットの挙動と酢酸分解特性2013

    • 著者名/発表者名
      篠木祥平,新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ストリーマ放電を伴う気泡ジェットの生成と難分解性有機物の処理2013

    • 著者名/発表者名
      篠木祥平,新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム2013
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2013-08-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温・高圧下でのDBD 空気プラズマ流の反応性流動特性2012

    • 著者名/発表者名
      西山秀哉,浅野光,村川翔,高奈秀匡
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 空気・メタンDBD 放電によるラジカル生成に与える温度および圧力の効果2012

    • 著者名/発表者名
      高奈秀匡,田中康規,西山秀哉
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2012
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2012-08-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ストリーマ放電を伴う多点バブルジェットシステムによる分解特性2012

    • 著者名/発表者名
      新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      日本機械学会第22回環境工学総合シンポジウム2012
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-07-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 反応非平衡モデルによるSF6 アーク減衰時におけるフッ素負イオン生成の検討2012

    • 著者名/発表者名
      田中康規
    • 学会等名
      平成24年電気学会全国大会
    • 発表場所
      広島工業大学
    • 年月日
      2012-03-23
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 反応非平衡モデルによるSF_6アーク減衰時におけるフッ素負イオン生成の検討2012

    • 著者名/発表者名
      田中康規
    • 学会等名
      平成24年電気学会全国大会講演論文集
    • 発表場所
      広島工業大学(広島市)
    • 年月日
      2012-03-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 放電による高活性多点バブルジェットシステムの開発と水質浄化特性2012

    • 著者名/発表者名
      新沼啓,中嶋智樹,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第47期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 放電による高活性多点バブルジェットシステムの開発と水質浄化特性2012

    • 著者名/発表者名
      新沼啓
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第47期総会・講演会講演論文集
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ストリーマ放電を伴う気泡ジェットの生成と難分解性有機物の処理

    • 著者名/発表者名
      篠木祥平,新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム2013
    • 発表場所
      信州大学(長野市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パルス放電気泡ジェットの挙動と酢酸分解特性

    • 著者名/発表者名
      篠木祥平,新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パルス放電気泡ジェットの可視化と水処理

    • 著者名/発表者名
      篠木祥平,新沼啓,高奈秀匡,西山秀哉
    • 学会等名
      可視化情報学会可視化情報全国講演会会津2013
    • 発表場所
      会津大学(会津若松市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ストリーマ放電を伴う多点バブルジェットシステムによる分解特性

    • 著者名/発表者名
      新沼 啓
    • 学会等名
      日本機械学会第22回環境工学総合シンポジウム2012
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 空気・メタンDBD放電によるラジカル生成に与える温度および圧力の効果

    • 著者名/発表者名
      高奈秀匡
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2012
    • 発表場所
      東京大学(柏市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高温・高圧下でのDBD空気プラズマ流の反応性流動特性

    • 著者名/発表者名
      西山秀哉
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/nishiyama-lab/japanese.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 東北大学流体科学研究所流動創成研究部門電磁機能流動研究分野

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/nishiyama-lab/japanese.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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