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浮遊液滴の非線形ダイナミクスを用いた高機能無容器プロセッシングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360081
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関筑波大学

研究代表者

阿部 豊  筑波大学, システム情報系, 教授 (10241720)

研究分担者 松本 聡  宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究員 (90360718)
渡辺 正  福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 特命教授 (50391355)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2011年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード浮遊液滴 / 宇宙環境利用 / 非線形 / ダイナミクス / 無容器プロセッシング / 液滴浮遊
研究概要

従来の液滴浮遊技術を用いた材料創生や物性測定は、線形的な液滴挙動を前提としたものである。しかし、申請者のこれまでの研究により、浮遊液滴の界面挙動や内外部流動は非線形でダイナミクスなものとなることが示されている。浮遊液滴の非線形性でダイナミックな挙動を熱流体力学の視点から解明し、材料製造や物性測定だけでなく、生化学分析や高粘性流体やマイクロ流体の混合や凝固プロセスや微粒化などに対して、浮遊液滴の非線形特性を活用した従来にない新たな熱流体プロセス技術を確立する。

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

    (51件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (27件)

  • [雑誌論文] 液柱内マランゴニ対流の振動流遷移に対するサイズ依存性2014

    • 著者名/発表者名
      大村洸平,松本聡,金子暁子,阿部豊
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 27 ページ: 585-589

    • NAID

      130004514112

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 音場浮遊液滴の水平方向保持力の発生機構2014

    • 著者名/発表者名
      長谷川浩司,古川拓,大竹浩靖,下西国治,阿部豊
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 27 ページ: 563-570

    • NAID

      130004514109

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浮遊液滴の非線形ダイナミクスを用いた新たな熱流体プロセス制御2013

    • 著者名/発表者名
      阿部豊, 長谷川浩司
    • 雑誌名

      混相流

      巻: Vol.27,No.4 ページ: 434-443

    • NAID

      130004514100

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjmf/27/5/27_563/_article/-char/ja/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波による浮遊液滴の制御2013

    • 著者名/発表者名
      阿部豊, 長谷川浩司
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: Vol.69,No.11 ページ: 591-596

    • URL

      http://ci.nii.ac.jp/naid/110009661820

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浮遊液滴の非線形ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      阿部豊, 松本聡, 渡辺正, 西成活裕, 北畑裕之, 金子暁子, 長谷川浩司, 田中類, 下西国治, 佐々木聡
    • 雑誌名

      Int. J. Microgravity Sci. Appl

      巻: Vol.30,No.1 ページ: 42-49

    • NAID

      130007842523

    • URL

      http://www.jasma.info/journal/?journal=vol-30-no-1-2013&lang=ja

    • 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 oscillating flow field including a droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe
    • 雑誌名

      the International Journal of Multiphysics

      巻: Vol.27,No.1

    • URL

      http://multi-science.metapress.com/content/2031w3j740550348/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浮遊液滴の非線形ダイナミクスを用いた新たな熱流体プロセス制御2013

    • 著者名/発表者名
      阿部豊,長谷川浩司
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 27 ページ: 434-443

    • NAID

      130004514100

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波による浮遊液滴の制御2013

    • 著者名/発表者名
      阿部豊,長谷川浩司
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 69 ページ: 591-596

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浮遊液滴の非線形ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      阿部豊,松本聡,渡辺正,西成活裕,北畑裕之,金子暁子,長谷川浩司,田中類,下西国治,佐々木聡
    • 雑誌名

      Int. J. Microgravity Sci. Appl.

      巻: 30 ページ: 42-49

    • NAID

      130007842523

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] VISCOSITY MEASUREMENT USING BREAKUP OF A LEVITATED DROPLET BY ROTATION2013

    • 著者名/発表者名
      Rui Tanaka, Satoshi Matsumoto, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 雑誌名

      Interfacial Phenomena and Heat Transfer

      巻: 1 号: 2 ページ: 181-194

    • DOI

      10.1615/interfacphenomheattransfer.2013007219

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of oscillating flow field including a droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe
    • 雑誌名

      Int. J. Multiphysics

      巻: 7 ページ: 19-30

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 静電浮遊液滴の回転時分裂挙動を用いた粘性係数測定法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      松本聡
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 26 ページ: 545-552

    • NAID

      10031163301

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 音場浮遊液滴の内外部流動構造と物質輸送現象2012

    • 著者名/発表者名
      阿部豊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 78巻 ページ: 1696-1709

    • NAID

      130002050819

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 音響浮遊液滴の伝熱流動に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      阿部豊
    • 雑誌名

      第49回日本伝熱シンポジウム 講演論文集

      巻: I+II ページ: 191-192

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波浮遊液滴の伝熱流動特性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      阿部豊
    • 雑誌名

      日本混相流学会 年会講演会2012 講演論文集

      巻: 26 ページ: 232-233

    • NAID

      10031163300

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the numerical approach for simulating reactor thermal hydraulics under seismic conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe
    • 雑誌名

      Annals of Nucl. Energy

      巻: 49 ページ: 200-206

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 静電浮遊液滴の回転分裂挙動を用いた非接触粘性測定法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      前川知之, 松本聡, 阿部豊, 金子暁子
    • 雑誌名

      日本熱物性学会

      巻: 94 ページ: 9-14

    • NAID

      10030120837

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of rotation on resonant frequency of interfacial oscillation of a droplet using electrostatic levitator2011

    • 著者名/発表者名
      Rui Tanaka, Satoshi Matsumoto, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 雑誌名

      4th International Synposium on Physical Sciences in Space (4th ISPS)

      巻: 327 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 音場浮遊液滴の内外部流動構造と界面物質輸送に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      石井光, 金子暁子, 長谷川浩司, 阿部豊
    • 雑誌名

      日本混相流学会年会講演会2011講演論文集

      ページ: 358-359

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 静電浮遊液滴の共振周波数に及ぼす回転の影響2011

    • 著者名/発表者名
      田中類比, 松本聡, 金子暁子, 阿部豊
    • 雑誌名

      日本混相流学会年会講演会2011講演論文集

      ページ: 356-357

    • NAID

      10030553440

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] PIV Measurement of Internal and External Flow of an Acoustically Levitated Droplet2011

    • 著者名/発表者名
      Koji HASEGAWA, Yutaka ABE, Akiko KANEKO, Kazuyoshi AOKI
    • 雑誌名

      International Journal of Transport Phenomena

      巻: 12 ページ: 151-160

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Droplet Motion and Two-Phase Flow Field in an Oscillating Container2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe
    • 雑誌名

      Int.J.Multiphysics

      巻: 5 号: 1 ページ: 35-46

    • DOI

      10.1260/1750-9548.5.1.35

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of liquid sloshing using arbitrary Lagrangian-Eulerian level set method2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe
    • 雑誌名

      Int.J.Multiphysics

      巻: 5-4 号: 4 ページ: 339-531

    • DOI

      10.1260/1750-9548.5.4.339

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] he effect of rotation on resonant frequency of Interfacial oscillation of a droplet using electrostatic levitator2011

    • 著者名/発表者名
      R.Tanaka, S.Matsumoto, A.Kaneko
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 327 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1088/1742-6596/327/1/012021

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 回転する浮遊液滴のダイナミクス : 単純な力学モデルを用いた解析2014

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之, 田中類比, 松本聡, 西成活裕, 渡辺正, 長谷川浩司, 金子暁子, 阿部豊
    • 学会等名
      日本物理学会2014年年次大会
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 回転する浮遊液滴のダイナミクス:単純な力学モデルを用いた解析2014

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之,田中類比,松本聡,西成活裕,渡辺正,長谷川浩司,金子暁子,阿部豊
    • 学会等名
      日本物理学会2014年年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音波浮遊液滴の内外部流動場と界面輸送現象の相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      合田篤,下西国治,長谷川浩司,金子暁子,阿部豊
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部関東学生会第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 静電浮遊液滴の回転による分裂と変形挙動に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      綿引壮真,松本聡,金子暁子,阿部豊
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部関東学生会第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音波浮遊法を用いた無容器プロセッシングに関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      下西国治, 長谷川浩司, 金子暁子, 阿部豊
    • 学会等名
      JASMAC-27
    • 発表場所
      東京(予稿集(CD-ROM),pp.87)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of acoustic streaming flow on evaporation of an acoustically levitated droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Hasegawa, Kuniharu Shitanishi, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 学会等名
      Eighth International Symposium on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
    • 発表場所
      Bremen,Germany(pp.15-16)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Study on Heat Transfer and Flow Characteristics under Phase-Change Process of an Acoustically Levitated Droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Kuniharu shitanishi, Koji Hasegawa, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 学会等名
      Eighth International Symposium on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
    • 発表場所
      Bremen,Germany(pp.13-14)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小重力下における液柱マランゴニ対流2013

    • 著者名/発表者名
      大村洸平,松本聡,依田眞一,金子暁子,
    • 学会等名
      JASMAC-27
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音波浮遊法を用いた無容器プロセッシングに関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      下西国治,長谷川浩司,金子暁子,阿部 豊
    • 学会等名
      JASMAC-27
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音波浮遊液滴の界面変形2013

    • 著者名/発表者名
      古川 拓,長谷川浩司,大竹浩靖,下西国治,阿部 豊
    • 学会等名
      JASMAC-27
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Microgravity Experiment of Transition of Oscillatory Marangoni Convection in High Prandtl Number Liquid Column2013

    • 著者名/発表者名
      Kohei Omura, Satoshi Matsumoto, Shinichi Yoda, Akiko Kaneko, Yutaka Abe,
    • 学会等名
      International Symposium for Physical Sciences in Space (5th Meeting) Program and Abstract (ISPS-5)
    • 発表場所
      米国・オーランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DROPLET DYNAMICS AND VISCOSITY MEASUREMENT OF MODERATE VISCOUS FLUID USING ELECTROSTATIC LEVITATOR2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Matsumoto, Rui Tanaka, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 学会等名
      64th International Astronautical Congress
    • 発表場所
      中国・北京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect of acoustic streaming flow on evaporation of an acoustically levitated droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Hasegawa, Kuniharu Shitanishi, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 学会等名
      Eighth International Symposium on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
    • 発表場所
      ドイツ・ブレーメン大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 液柱内マランゴニ対流の振動流遷移に対するサイズ依存性2013

    • 著者名/発表者名
      大村洸平,阿部豊,金子暁子,松本聡
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音波浮遊液滴の相変化過程における伝熱流動挙動2013

    • 著者名/発表者名
      下西国治,長谷川浩司,金子暁子,阿部豊
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 音場浮遊液滴に生じる水平方向保持力の発生機構2013

    • 著者名/発表者名
      古川拓,長谷川浩司,大竹浩靖,下西国治,阿部豊
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Study on Heat Transfer and Flow Characteristics under Phase-Change Process of an Acoustically Levitated Droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Kuniharu shitanishi, Koji Hasegawa, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 学会等名
      Eighth International Symposium on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
    • 発表場所
      ドイツ・ブレーメン大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of the Transient Shape Variation of a Rotating Liquid Droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe,
    • 学会等名
      Int. Conf. of Fluid Mech. And Thermal Eng.
    • 発表場所
      スイス・チューリッヒ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Efffect of acoustic streaming on the mass transfer of an acoustically levitated droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Hasegawa, Akiko Kaneko, Yutaka Abe
    • 学会等名
      International Conference on Multiphase Flow 2013
    • 発表場所
      韓国・済州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of the Oscillating Flow around a Droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Watanabe
    • 学会等名
      Proc. Int. Conf. on Fluid Mechanics
    • 発表場所
      Mirano, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 静電浮遊液滴の回転分裂を用いた粘性係数測定に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      田中類比, 松本聡, 金子暁子, 阿部豊
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第18期総会講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県)
    • 年月日
      2012-03-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 静電浮遊液滴の共振周波数に及ぼす回転の影響2011

    • 著者名/発表者名
      田中類比, 松本聡, 金子暁子, 阿部豊
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2011
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都府)
    • 年月日
      2011-08-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The effect of rotation on resonant frequency of interfacial oscillation of a droplet using electrostatic levitator2011

    • 著者名/発表者名
      R.Tanaka, S.Matsumoto, A.Kaneko, Y.Abe
    • 学会等名
      4th Int.Symposium on Physical Sciences in Space
    • 発表場所
      Stadthalle, Bonn, Germany
    • 年月日
      2011-07-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Heat Transfer of Heating and Cooling Acoustically Levitated Droplet

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Abe
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Viscosity Measurement Using Breakup of Levitated Droplet by Rotation

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Matsumoto
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Viscosity Measurement using Breakup of Electrostatic Levitated Drop by Rotation

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Matsumoto
    • 学会等名
      Asian Microgravity Pre-Symposium, 9th Chna-Japan-Korea Workshop on Microgravity Science
    • 発表場所
      Guilin, China
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 浮遊液滴の回転分裂挙動を利用した粘性係数測定

    • 著者名/発表者名
      松本聡
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第26回学術講演会
    • 発表場所
      福岡市、九州大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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