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希薄気体力学効果を利用した新しい気体潤滑システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560184
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

米村 茂  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (00282004)

研究分担者 竹野 貴法  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (00451617)
連携研究者 高木 敏行  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
三木 寛之  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (80325943)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード希薄気体力学 / 気体潤滑 / トライボロジー / ボルツマン方程式 / 分子流体力学 / DSMC法 / 流体工学 / 分子気体潤滑方程式
研究概要

大気中において部分研磨ダイヤモンド膜を摺動面に用いた場合、摩擦係数が摺動速度の回転に伴い劇的に低減する。また、表面上に施した微細なテクスチャー構造により大気環境下においても摩擦性能が向上することも知られている。以上の現象では、微細な表面構造により両面間のマイクロ・ナノスケールの空気流れに揚力が発生したものと考えられる。しかしその理解は十分ではなく、従来の研究は試行錯誤的であった。そこで本研究では、数値シミュレーションだけでなく、基礎式に基づいた理論的な解析により、圧力発生のメカニズムを解明した。その知見をもとに、潤滑システムとして最適な形状を明らかにした。また実験により理論の妥当性を確かめた。

報告書

(5件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Mechanism of Levitation of a Slider with a Micro/Nanoscale Surface Structure on a Rotating Disk2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Masashi Yamaguchi, Yoshiaki Kawagoe, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      Tribology Letters

      巻: 55 号: 3 ページ: 437-454

    • DOI

      10.1007/s11249-014-0368-2

    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A study of floating of a slider with micro/nanoscale surface structure on a rotating disk2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Masashi Yamaguchi, Yoshiaki Kawagoe, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1628 ページ: 778-784

    • DOI

      10.1063/1.4902672

    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis of micro-/nanoscale gas-film lubrication of sliding surface with complicated structureI2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kawagoe, Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1628 ページ: 856-861

    • DOI

      10.1063/1.4902683

    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Forms of Two-Particle and One-Particle Kinetic Equations2012

    • 著者名/発表者名
      V. L. Saveliev and S. Yonemura
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: vol.1501 ページ: 175-182

    • DOI

      10.1063/1.4769498

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Study of Micro/Nanoscale Gas Lubrication Based on Molecular Gas Dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yonemura, Vladimir Saveliev, Masashi Yamaguchi, Susumu Isono, Yoshiaki Kawagoe, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics (国際学会)
    • 発表場所
      仙台国際センター (仙台市青葉区)
    • 年月日
      2014-10-10
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study of Floating of a Slider with Micro/Nanoscale Surface Structure on a Rotating Disk2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Masashi Yamaguchi, Yoshiaki Kawagoe, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki and Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics (国際学会)
    • 発表場所
      西安 (中国)
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Analysis of Micro-/Nanoscale Gas-Film Lubrication of Sliding Surface with Complicated Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kawagoe, Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics (国際学会)
    • 発表場所
      西安 (中国)
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複雑な微細構造を持つ摺動面のマイクロ・ナノ気体潤滑に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川越吉晃,米村茂,磯野晋,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2013-12-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Study on Micro-/Nanoscale Gas-Film Lubrication of Sliding Surface with Three-Dimensional Structure2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kawazoe, Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki and Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2013-11-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 三次元的な摺動面のマイクロ・ナノ気体潤滑に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川越吉晃,米村茂,磯野晋,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学(小金井市)
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 三次元表面形状を持つ摺動面のマイクロ・ナノ気体潤滑に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川越吉晃,米村茂,磯野晋,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2013-09-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑2013

    • 著者名/発表者名
      米村茂
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2013-09-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑2013

    • 著者名/発表者名
      米村 茂
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 三次元表面形状を持つ摺動面のマイクロ・ナノ気体潤滑に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川越吉晃, 米村茂, 磯野晋, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 三次元的な摺動面のマイクロ・ナノ気体潤滑に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川越吉晃, 米村茂, 磯野晋, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学(小金井市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Study on Micro-/Nanoscale Gas-Film Lubrication of Sliding Surface with Three-Dimensional Structure2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kawazoe, Shigeru Yonemura, Susumu Isono, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki and Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑機構2012

    • 著者名/発表者名
      米村茂,磯野晋,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場・西日本総合展示場(北九州市)
    • 年月日
      2012-10-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑のメカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      米村茂,磯野晋,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2012
    • 発表場所
      高知大学(高知市)
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 分子気体潤滑の流れパラメータによる分析2012

    • 著者名/発表者名
      磯野晋,米村茂,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 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)
    • 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] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑のメカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      米村茂
    • 学会等名
      研究集会「複雑流動現象のダイナミクス」
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2012-06-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑のメカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      米村 茂, 磯野 晋, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2012
    • 発表場所
      高知大学(高知市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑機構2012

    • 著者名/発表者名
      米村 茂, 磯野 晋, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場・西日本総合展示場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子気体潤滑の流れパラメータによる分析2012

    • 著者名/発表者名
      磯野 晋, 米村 茂, 竹野 貴法, 三木 寛之, 高木 敏行
    • 学会等名
      日本機械学会 2012 年度年次大会講演論文集
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールで現れる気体潤滑のメカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      米村 茂
    • 学会等名
      研究集会「複雑流動現象のダイナミクス」
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gas Lubrication at Micro/Nanoscale2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yonemura
    • 学会等名
      Workshop on Micro-Nano Flow Engineering
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of Gas Properties on Molecular Gas-Film Lubrication2011

    • 著者名/発表者名
      Susumu Isono, Shigeru Yonemura, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Eighth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールの気体潤滑に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      磯野晋,米村茂,竹野貴法,三木寛之,高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケールの気体潤滑に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      磯野晋, 米村茂, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会 2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Gas Properties on Molecular Gas-Film Lubrication2011

    • 著者名/発表者名
      Susumu Isono, Shigeru Yonemura, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Eighth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Gas Lubrication at Micro/Nanoscale2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yonemura
    • 学会等名
      Workshop on Micro-Nano Flow Engineering
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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