超音速噴流が移動平板へ衝突するときに生じる特異な大規模振動とうなり現象の解明

• 研究課題/領域番号: 23560200
• 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: 鹿児島大学
• 研究代表者: 片野田 洋 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (40336946)
• 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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 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: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 超音速流れ / 衝突噴流 / 移動平板 / 騒音 / 超音速噴流 / 圧縮性流れ

研究概要

本研究は，音速よりも速い超音速の噴流が，移動する平板へ衝突する際に発生する大規模振動（large-scale oscillation with beat；LOB）に関する研究である．LOB現象のモデル化については線形理論を用いた解析により，比較的良い結果を得ることができた．しかし，LOB現象の数値シミュレーションでは，実験結果を正確に再現することはできなかった．基礎式の移流項を，より高次精度に離散化する必要があると考えられる．

研究成果

• [雑誌論文] 相互相関PIVにより得られるコールドスプレーの粒子群の速度と平均直径に関する考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋充,片野田洋
  • 雑誌名: 日本溶射学会誌溶射 巻: 第51巻,第1号 ページ: 1-7
  • NAID: 130004567858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Warm Spray Forming of Ti-6Al-4V (2014)
  • 著者名/発表者名: R. M. Molak, H. Araki, M. Watanabe, H. Katanoda, N. Ohno and S. Kuroda
  • 雑誌名: J. Thermal Spray Technology 巻: vol.23, No.1-2 ページ: 197-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Warm Spray Forming of Ti-6Al-4V (2014)
  • 著者名/発表者名: R. M. Molak, H. Araki, M. Watanabe, H. Katanoda, N. Ohno and S. Kuroda
  • 雑誌名: J. Thermal Spray Technol. 巻: 23 ページ: 197-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] 相互相関PIVにより得られるコールドスプレーの粒子群の速度と平均直径に関する考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋充，片野田洋
  • 雑誌名: 溶射 巻: 51 ページ: 1-7
  • NAID: 130004567858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Nitrogen Flow Rate on Microstructures and Mechanical Properties of Metallic Coatings by Warm Spray Deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, C. Brauns, M. Komatsu, S. Kuroda, F. Gärtner, T. Klassen, H. Katanoda
  • 雑誌名: Surface and Coatings Technology 巻: Vol.232, No.15 ページ: 587-599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Initial Oxidation on Beta Phase Depletion and Oxidation of CoNiCrAlY Bond Coatings Fabricated by Warm Spray and HVOF Processes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, S. Kuroda, H. Murakami, H. Katanoda, Y. S. and S. Newman
  • 雑誌名: Surface and Coatings Technology 巻: vol.221, No. 25 ページ: 56-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Nitrogen Flow Rate on Microstructures and Mechanical Properties of Metallic Coatings by Warm Spray Deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, C. Brauns, M. Komatsu, S. Kuroda, F. Gärtner, T. Klassen H. Katanoda
  • 雑誌名: Surface and Coatings Technology 巻: 232 ページ: 587-599
  • 査読あり
• [雑誌論文] コールドスプレー,ウォームスプレー,高速フレーム溶射における粒子速度に関する普遍的な法則 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋,森田洋充
  • 雑誌名: 日本溶射学会誌溶射 巻: 第49巻,第4号 ページ: 111-116
  • NAID: 10031079804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Oxidation and Micro- structure of Warm-Sprayed and Cold- Sprayed Titanium Coatings (2012)
  • 著者名/発表者名: K.-H. Kim, S. Kuroda, M. Watanabe, R. Huang, H. Fukanuma and H. Katanoda
  • 雑誌名: J. Thermal Spray Technology 巻: Vol.21, No.3-4 ページ: 550-560
  • NAID: 120004225389
  • 査読あり
• [雑誌論文] 吹出し管を備えた吸込みノズルの空気輸送特性に及ぼすノズル深さの影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福原稔,高本健太,小田啓貴,小嶋良昌,高口裕芝,片野田洋
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 第49巻,第2号 ページ: 92-99
  • NAID: 10030479095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Oxidation and Microstructure of Warm-Sprayed and Cold-Sprayed Titanium Coatings (2012)
  • 著者名/発表者名: K.-H. Kim, S. Kuroda, M. Watanabe, R. Huang, H. Fukanuma and H. Katanoda
  • 雑誌名: J. Thermal Spray Technology 巻: 21 号: 3-4 ページ: 550-560
  • DOI: 10.1007/s11666-011-9703-4
  • NAID: 120004225389
  • 査読あり
• [雑誌論文] コールドスプレー，ウォームスプレー，高速フレーム溶射における粒子速度に関する普遍的な法則 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋，森田洋充
  • 雑誌名: 溶射 巻: 49 ページ: 111-116
  • NAID: 10031079804
  • 査読あり
• [雑誌論文] 吹出し管を備えた吸込みノズルの空気輸送特性に及ぼすノズル深さの影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福原稔，高本健太，小田啓貴，小嶋良昌，高口裕芝，片野田洋
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 49 ページ: 92-99
  • NAID: 10030479095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Status and Future Prospects of Warm Spray Technology (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kuroda, M. Watanabe, K.-H. Kim and H. Katanoda
  • 雑誌名: J. Thermal Spray Technology 巻: Vol.20, No.4 ページ: 653-676
  • NAID: 120004225390
  • 査読あり
• [学会発表] 流体屋が挑む溶射の研究～材料屋さんとともに～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第67期総会・講演会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] Temperature and Pressure Measurements in Cold Flow of Vortex Tube (2013)
  • 著者名/発表者名: Mohd Hazwan bin Yusof, K. Moritake, H. Katanoda
  • 学会等名: Proceedings of the 10th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Hotel Metropolitan Sendai
  • 年月日: 2013-11-26
• [学会発表] Estimation of Stagnant Gas Temperature of Cold Spray using Outer Surface Temperature of the Nozzle Throat (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Morita,H. Katanoda
  • 学会等名: Proceedings of the 10th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Hotel Metropolitan Sendai
  • 年月日: 2013-11-26
• [学会発表] コールドスプレー用超音速ノズルにおける固体微粒子の挙動に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋,森田洋充
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2013-11-10
• [学会発表] 幅広い粒径分布をもつ溶射粒子の平均速度データに関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田洋充,片野田洋
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] ボルテックスチューブ冷風の温度測定法に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森武光平,モハモドハズワンビンユソフ,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] 超音速流れを用いる高速フレーム溶射のOpenFOAMによる乱流数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 草野祥平,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] Design and Development of High-Pressure Warm Spray Gun (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda, B. Sun, N. Ohno, H. Fukanuma, S. Kuroda, M. Watanabe, O. Ohashi
  • 学会等名: Proc. ITSC2013
  • 発表場所: Busan Exhibition and Convention Center
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] ウォームスプレーしたチタンおよびTi-6Al-4V合金皮膜のミクロ組織と機械特性に及ぼす成膜条件と熱処理の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: Molak Rafal,渡邊誠,荒木弘,黒田聖治,大野直行,片野田洋
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第19期総会講演会講演概要集
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 幅広い粒径分布をもつ溶射粒子の平均速度データに関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田洋充，片野田洋
  • 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
• [学会発表] 超音速流れを用いる高速フレーム溶射のOpenFOAMによる乱流数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 草野祥平，片野田洋，福原稔
  • 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
• [学会発表] 相互相関法により得られる超音速流中の固体粒子の速度に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田洋充，片野田洋
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部鹿児島講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
• [学会発表] OpenFOAMによる超音速流れを用いる高速フレーム溶射の数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 草野祥平，片野田洋，福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部鹿児島講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
• [学会発表] Accuracy of Estimating Stagnant Gas Temperature of Cold Spray by Measuring Metal Temperature of Outer Surface of the Gun (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda and H. Morita
  • 学会等名: Proc. 5th Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: Tsukuba Convention Center
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] 粒径分布をもつ溶射粒子のPIVデータに関する考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田洋充,片野田洋
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演概要集
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] ボルテックスチューブの高速冷風の温度測定法に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: モハモドハズワンビンユソフ,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演概要集
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] 超音速流を用いる高速フレーム溶射のOpen FOAMによる数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 福元大地,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演概要集
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] コールドスプレーノズル内の圧縮性流れに関する数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 供利涼司,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演概要集
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] コールドスプレー用ノズル内の超音速流れに関する実験的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳田祐樹,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演概要集
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] OpenFOAMによる圧縮性流れの数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 福元大地,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第65期総会・講演会講演論文集
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 超音速流を用いる高速フレーム溶射の Open FOAM による数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 福元大地, 片野田洋, 福原稔
  • 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
• [学会発表] コールドスプレーノズル内の圧縮性流れに関する数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 供利涼司, 片野田洋, 福原稔
  • 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
• [学会発表] コールドスプレー用ノズル内の超音速流れに関する実験的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳田祐樹, 片野田洋, 福原稔
  • 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
• [学会発表] ウォームスプレーにおける粒子パラメータの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 学会等名: 日本溶射学会2011年度秋季全国講演大会講演論文集
  • 発表場所: ウィンクあいち
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] ウォームスプレー金属皮膜の力学特性と粒子温度・速度の相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠,C. Brauns,小松誠幸,黒田聖治,片野田洋
  • 学会等名: 日本金属学会2011年秋期大会講演概要集
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Influence of compu- tational grid spacing on gas/particle flow of cold spray (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda
  • 学会等名: Proceedings of International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Congress Center Hamburg
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Effect of nitrogen flow rate on mechanical properties of metallic coatings by warm spray deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, C. Brauns, M. Komatsu, S. Kuroda, H. Katanoda, F. Gärtner, T. Klassen
  • 学会等名: Proceedings of International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Congress Center Hamburg
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Comparison of oxidation and microstructures of warm-sprayed and cold-sprayed titanium coatings (2011)
  • 著者名/発表者名: K.H. Kim, S. Kuroda, M. Watanabe, R. Huang, H. Fukanuma and H. Katanoda
  • 学会等名: Proceedings of International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Congress Center Hamburg
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] ボルテックスチューブの性能に与える作動気体の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohd Hazwan bin Yusof,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] OpenFOAMによる超音速流れの数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤誠一郎,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] コールドスプレー用超音速ノズル内の流動状態に関する実験的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小岩慎一朗,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] コールドスプレーにおけるノズル形状の影響に関する数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 上高牧亮太,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] コールドスプレーの超音速流れに与える粒子負荷率の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島井基行,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Influence of compu- tational grid spacing on supersonic gas/particle flow of cold spray (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda
  • 学会等名: Proceedings of the 10th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
  • 発表場所: Vrije Universiteit Brussel
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Experi- mental and Numerical Simulation on Over-expanded Supersonic Flow in Cold Spray Nozzle (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Morita and H. Katanoda
  • 学会等名: Proceedings of the 10th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
  • 発表場所: Vrije Universiteit Brussel
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] コールドスプレーノズルの最適形状に関する考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 学会等名: 日本溶射協会2011年度春季全国講演大会講演論文集
  • 発表場所: たかつガーデン
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] カイネティックスプレー皮膜特性に及ぼす粒子速度の研究-内径用ショートノズルの評価- (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂田一則,田籠康児,新屋康弘,三輪直久,H. Gabel,R. M Tapphorn,J. Henness,南部俊和,高嶋和彦,片野田洋
  • 学会等名: 日本溶射協会2011年度春季全国講演大会講演論文集
  • 発表場所: たかつガーデン
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] コールドスプレーにおけるノズル形状の影響に関する数値シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 上高牧亮太，片野田洋，福原稔
  • 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
• [図書] 未来を拓く粒子積層新コーティング技術-コールド/ウォームスプレー,エアロゾルデポジションのすべて- (2013)
  • 著者名/発表者名: 福本昌宏監修,榊和彦,小川和洋,片野田洋編集
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 未来を拓く粒子積層新コーティング技術 －コールド/ウォームスプレー，エアロゾルデポジションのすべて－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 福本昌宏監修，榊和彦，小川和洋，片野田洋編集
  • 総ページ数: 325
  • 出版者: シーエムシー出版