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圧力波によるキャビテーション気泡の初生及び崩壊の物理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289034
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

高比良 裕之  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80206870)

研究分担者 小笠原 紀行  大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (00552184)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2013年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワード流体工学 / キャビテーション / 気泡 / 圧力波 / 相変化
研究成果の概要

界面での非平衡相変化を考慮したGhost Fluid法を用いて,入射衝撃波とキャビテーション気泡の干渉問題を解析した.また,集束超音波を気泡に照射した際の,気泡界面での超音波の後方散乱によるキャビテーション初生を,実験とGhost Fluid法による数値計算により調査し,キャビテーション初生位置と圧力場との関係やキャビテーションクラウドの成長機構を明らかにした.さらに,狭い流路を模した平行な剛体壁面間でのレーザ誘起気泡の成長崩壊実験ならびにGhost Fluid法および境界要素法を用いた数値計算を遂行し,平行な剛体壁面間での気泡の崩壊形態を分類し,壁面損傷に及ぼす気泡崩壊の影響を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] レーザ誘起気泡界面での集束超音波の後方散乱によるキャビテーションクラウドの成長2016

    • 著者名/発表者名
      森直人,佐野太亮,小笠原紀行,高比良裕之
    • 雑誌名

      日本機械学会関西支部 第91期定時総会講演会講演論文集

      巻: No. 164-1 ページ: 345-345

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Cavitation inception by the backscattering of pressure waves from a bubble interface2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takahira, T. Ogasawara, N. Mori, M. Tanaka
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1685 ページ: 050009-050009

    • DOI

      10.1063/1.4934425

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulations of Growth and Collapse of a Bubble between Two Parallel Walls2015

    • 著者名/発表者名
      H. Seki, K. Fujita, T. Ogasawara, H. Takahira
    • 雑誌名

      Proc. of the ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015 (AJK2015-FED)

      巻: USB-flash (No. AJK2015-05175)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 剛体壁角部におけるレーザ誘起気泡の崩壊に関する実験的解析2015

    • 著者名/発表者名
      福井敦英,小笠原紀行,高比良裕之
    • 雑誌名

      混相流シンポジウム2015講演論文集

      巻: USB-flash (No. C123)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 境界要素法を用いた平行平板間での気泡の成長・崩壊に関する数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      藤田圭亮, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2015講演論文集

      巻: USB-flash

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 剛体壁面間におけるレーザ誘起気泡の崩壊挙動に対する初期生成位置の影響2015

    • 著者名/発表者名
      坪田直樹,小笠原紀行,高比良裕之
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2015講演論文集

      巻: USB-flash

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Bubble Collapse and the Transfer of Vapor and Noncondensable Gas through the Bubble Interface Using the Ghost Fluid Method2015

    • 著者名/発表者名
      Y., Jinbo, K., Kobayashi, M., Watanabe and H., Takahira
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 656 ページ: 012021-012021

    • DOI

      10.1088/1742-6596/656/1/012021

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental and numerical investigations of the bubble collapse at the center between rigid walls2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ogasawara, N. Tsubota, H. Seki, Y. Shigaki, H. Takahira
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 656 ページ: 012031-012031

    • DOI

      10.1088/1742-6596/656/1/012031

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 集束超音波の気泡界面での後方散乱に関する数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      関大輝,大久保直哉,小笠原紀行,高比良裕之
    • 雑誌名

      第29回数値流体力学シンポジウム講演予稿集

      巻: USB-flash

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of the Nonequilibrium Phase Transition on the Collapse of Inertia Nonspherical Bubbles in a Compressible Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      Y., Jinbo, T., Ogasawara and H., Takahira
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: Vol. 60 ページ: 374-384

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2014.07.021

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 気泡界面での圧力波の後方散乱に関する数値シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      田中萌子, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 825 ページ: 15-00034-15-00034

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00034

    • NAID

      130005073754

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 剛体壁面間におけるレーザ誘起気泡の崩壊に伴う衝撃波の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      坪田直樹,野田達矢,小笠原紀行,高比良裕之
    • 雑誌名

      混相流シンポジウム2014講演論文集

      巻: USB-flash (No. E154)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 気泡からの圧力波の後方散乱によるキャビテーション初生に関する数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      田中萌子,小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2014講演論文集

      巻: USB-flash

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] A remark on cavitation damages in a narrow gap: The bubble collapse in a narrow gap and the corresponding shock wave emissions2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira, Takashi Naoe, Masatoshi Futakawa
    • 雑誌名

      Book of Abstracts of 12th International Workshop on Spallation Materials Technology

      巻: Vol. 1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 剛体壁面間における単一気泡の崩壊挙動に関する実験および数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      小笠原紀行, 坪田直樹, 関大輝, 高比良裕之
    • 雑誌名

      キャビテーションに関するシンポジウム(第17回) 講演論文集

      巻: USB-flash

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 平行平板間での気泡崩壊に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      関大輝,小笠原紀行,高比良裕之
    • 雑誌名

      第28回数値流体力学シンポジウム講演予稿集

      巻: USB-flash (No. C01-3)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 血管内での気泡と超音波との相互干渉に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      牧原成記, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      日本機械学会関西支部 第89期定時総会講演会講演論文集

      巻: 144-1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 固体平板間におけるレーザ誘起気泡の崩壊に関する実験的解析2014

    • 著者名/発表者名
      野田達矢, 石神淳司, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      日本機械学会関西支部 第89期定時総会講演会講演論文集

      巻: 144-1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulations of bubble collapse in a narrow liquid mercury channel by the ghost fluid method2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Seki, Shohei Itatani, Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira
    • 雑誌名

      Proc. 1st International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE 2014)

      巻: CD-ROM ページ: 562-565

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical investigations of growth and collapse of bubbles near a U-shaped wall by the three-dimensional boundary element method2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujita, Nariki Makihara, Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira
    • 雑誌名

      Proc. 1st International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE 2014)

      巻: CD-ROM ページ: 566-569

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of the Nonequilibrium Phase Transition on the Nonspherical Bubble Collapse in a Compressible Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Jinbo, Shohei Itatani, Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira
    • 雑誌名

      Proc. 8th International Conference on Multiphase Flow (ICMF2013)

      巻: USB-flash (No. ICMF2013-681)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数の固体壁面間におけるレーザ誘起気泡の崩壊に関する実験的解析2013

    • 著者名/発表者名
      野田達矢, 石神淳司, 小笠原紀行, 高比良裕之, Emil-Alexandru Brujan
    • 雑誌名

      混相流シンポジウム2013講演論文集

      巻: USB-flash (No. F313)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 気泡からの圧力波の後方散乱に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      田中萌子, 板谷翔平, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2013講演論文集

      巻: USB-flash

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Ghost Fluid法を用いた狭い流路内での気泡崩壊に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      板谷翔平, 関大輝, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 雑誌名

      第27回数値流体力学シンポジウム講演予稿集

      巻: USB-flash (No. E06-2)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レーザ誘起気泡界面での集束超音波の後方散乱によるキャビテーションクラウドの成長2016

    • 著者名/発表者名
      森直人,佐野太亮,小笠原紀行,高比良裕之
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学 寝屋川キャンパス,寝屋川市
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 集束超音波の気泡界面での後方散乱に関する数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      関大輝,大久保直哉,小笠原紀行,高比良裕之
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学 筑紫キャンパス,福岡県春日市
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of bubble collapse and the transfer of vapor and noncondensable gas through the bubble interface using the ghost fluid method2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Jinbo, K. Kobayashi, M. Watanabe, H. Takahira
    • 学会等名
      9th International Symposium on Cavitation
    • 発表場所
      EPFL, Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and numerical investigations of the bubble collapse at the center between rigid walls2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ogasawara, N. Tsubota, H. Seki, Y. Shigaki, H. Takahira
    • 学会等名
      9th International Symposium on Cavitation
    • 発表場所
      EPFL, Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界要素法を用いた平行平板間での気泡の成長・崩壊に関する数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      藤田圭亮, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学,東京都
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 剛体壁面間におけるレーザ誘起気泡の崩壊挙動に対する初期生成位置の影響2015

    • 著者名/発表者名
      坪田直樹,小笠原紀行,高比良裕之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学,東京都
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 剛体壁角部におけるレーザ誘起気泡の崩壊に関する実験的解析2015

    • 著者名/発表者名
      福井敦英,小笠原紀行,高比良裕之
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大学,高知県香美市
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulations of Growth and Collapse of a Bubble between Two Parallel Walls2015

    • 著者名/発表者名
      H. Seki, K. Fujita, T. Ogasawara, H. Takahira
    • 学会等名
      The ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015
    • 発表場所
      COEX, Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cavitation inception by the backscattering of pressure waves from a bubble interface2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takahira, T. Ogasawara, N. Mori, M. Tanaka
    • 学会等名
      20th Internatinal Symposium on Nonlinear Acoustics
    • 発表場所
      Ecole centrale de Lyon, Lyon, France
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平行平板間での気泡崩壊に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      関大輝,小笠原紀行,高比良裕之
    • 学会等名
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京都
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 剛体壁面間における単一気泡の崩壊挙動に関する実験および数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      小笠原紀行, 坪田直樹, 関大輝, 高比良裕之
    • 学会等名
      キャビテーションに関するシンポジウム(第17回)
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所,東京都
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A remark on cavitation damages in a narrow gap: The bubble collapse in a narrow gap and the corresponding shock wave emissions2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira, Takashi Naoe, Masatoshi Futakawa
    • 学会等名
      12th International Workshop on Spallation Materials Technology
    • 発表場所
      Hotel Messmer, Bregenz, Austria
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 気泡からの圧力波の後方散乱によるキャビテーション初生に関する数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      田中萌子,小笠原紀行, 高比良裕之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学, 仙台市
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 剛体壁面間におけるレーザ誘起気泡の崩壊に伴う衝撃波の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      坪田直樹,野田達矢,小笠原紀行,高比良裕之
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2014
    • 発表場所
      道民センター「かでる2・7」,札幌市
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 血管内での気泡と超音波との相互干渉に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      牧原成記, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第89期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪府立大学,堺市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 固体平板間におけるレーザ誘起気泡の崩壊に関する実験的解析2014

    • 著者名/発表者名
      野田達矢, 石神淳司, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第89期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪府立大学,堺市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulations of bubble collapse in a narrow liquid mercury channel by the ghost fluid method2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Seki, Shohei Itatani, Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira
    • 学会等名
      1st International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE 2014)
    • 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] Numerical investigations of growth and collapse of bubbles near a U-shaped wall by the three-dimensional boundary element method2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujita, Nariki Makihara, Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira
    • 学会等名
      1st International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE 2014)
    • 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] Influence of the Nonequilibrium Phase Transition on the Nonspherical Bubble Collapse in a Compressible Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Jinbo, Shohei Itatani, Toshiyuki Ogasawara, Hiroyuki Takahira
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Multiphase Flow (ICMF2013)
    • 発表場所
      International Convention Center Jeju, Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 複数の固体壁面間におけるレーザ誘起気泡の崩壊に関する実験的解析2013

    • 著者名/発表者名
      野田達矢, 石神淳司, 小笠原紀行, 高比良裕之, Emil-Alexandru Brujan
    • 学会等名
      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] 気泡からの圧力波の後方散乱に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      田中萌子, 板谷翔平, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 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] Ghost Fluid法を用いた狭い流路内での気泡崩壊に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      板谷翔平, 関大輝, 小笠原紀行, 高比良裕之
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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