• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

固液テーラ渦カオス乱流の超音波速度計測法の確立と細胞保護バイオリアクターへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 26420096
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
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

河合 秀樹  室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (20292071)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014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Taylor vortex flow / Chaotic wavy vortex / ultrasound velocimetry / mixing process / bioreactor / visualization / Taylor渦 / 固液分離 / カオス / 混相流 / 微生物流動 / 超音波流速計測
研究成果の概要

Taylor Vortex Flow(TVF) は,乱れ中にも一定の秩序が発現され急激な乱流遷移が抑えられる可能性がある.また固液二相では粒子が主渦の中心に内包されるなど,TVFはせん断流れに弱い動物細胞や未分化細胞などの培養にも適する.
しかし,その流体力学的なメカニズムは未解明な部分が多い.ここでは超音波流速計と数値解析により,特に低周波領域に発現するBroad Componentの存在を明らかにした.これがTVFの急激な乱流への遷移を抑えているとも考えられる.またバイオリアクターの試験では紫外領域を利用する新しい吸光法の開発に着手し,藻体破壊から漏洩する微量なタンパク物質を検知した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent2016

    • 著者名/発表者名
      Himsar Ambarita and Hideki Kawai
    • 雑誌名

      Case Studies in Thermal Engineering

      巻: 7 ページ: 36-46

    • DOI

      10.1016/j.csite.2016.01.006

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical Analysis on Passage and Blockage Behaviors of Fine Particles through an Orifice Consists of Coarse Particles2015

    • 著者名/発表者名
      M. Fukuda, J. Suzuki, H. Kawai and H. Nogami
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 55 ページ: 1291-1298

    • NAID

      130005077656

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of cooling tempretute of electrodes on Jpule-heating flow in cubic cavity2015

    • 著者名/発表者名
      Thanh Tung Duong, Hiromasa Tanaka, Nobuyoshi Tsuzuki, Hideki Kawai and Hiroshige Kikura
    • 雑誌名

      Progress in Nuclear Energy

      巻: in press ページ: 165-175

    • DOI

      10.1016/j.pnucene.2014.07.042

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of Vertically Inverse Pressure Distribution Due to Packing Structure of Near Wall Region of Blast Furnace2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kamata, K. Kumagai, H. Kawai, J. Suzuki, J. Yagi, S. Matsuzaki and H. Nogami
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 55 ページ: 1327-1335

    • NAID

      130005077653

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dispersion Characteristics of Laterally Injected Fluid into Main Stream in Packed Bed2015

    • 著者名/発表者名
      Muneyuki KAMATA, Ryuichi SASAKI, Jun SUZUKI, Hideki KAWAI and Hiroshi NOGAMI
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 55 ページ: 1267-1276

    • NAID

      130005077644

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High erosion-oxidation performance of Fe-based Nb or V containing multi-component alloys with Co addition at 1173K2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kusumoto, K. Shimizu, Y. Xinba, H. Hara, K. Tamura and H. Kawai
    • 雑誌名

      Material and Design

      巻: 88 ページ: 366-374

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-C-Cr-Mo-W系多合金鋳鉄のエロージョン摩耗特性に及ぼすV,Nb, Co添加の影響2015

    • 著者名/発表者名
      楠本賢太, 清水一道, 河合秀樹, 松本秀人
    • 雑誌名

      鋳造工学

      巻: 87 ページ: 16-21

    • NAID

      130005529655

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-C-Cr-Mo-W系多合金鋳鉄のエロージョン摩耗特性に及ぼすV,Nb,Co添加の影響2015

    • 著者名/発表者名
      船曳崇史, 清水一道, 河合秀樹, 戸館海灯, 白井雅人
    • 雑誌名

      鋳造工学

      巻: in press

    • NAID

      130005529655

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Joule-heating Flow Convection Induced by Internal Heat Generation Using Ultrasound Velocity Profiler in Glycerin Fluid2015

    • 著者名/発表者名
      Thanh Tung Duong, Hiromasa Tanaka, Nobuyoshi Tsuzuki, Hideki Kawai and Hiroshige Kikura
    • 雑誌名

      Flow measurement and Instrumentaion

      巻: in press ページ: 261-268

    • DOI

      10.1016/j.flowmeasinst.2014.10.007

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on effectiveness of continuous solar dryer integrated with desiccant thermal storage for drying cocoa beans2015

    • 著者名/発表者名
      Sari Farah Dina, HimsarAmbarita, FarelH.Napitupulu, HidekiKawai
    • 雑誌名

      Case Studies in Thermal Engineering

      巻: 5 ページ: 32-40

    • DOI

      10.1016/j.csite.2014.11.003

    • NAID

      120006529862

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小型冷間模型内に形成したレースウェイのX線CTによる三次元構造測定2014

    • 著者名/発表者名
      埜上洋,河合秀樹,八木順一郎
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 100 ページ: 148-153

    • NAID

      130003395114

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Frequency Analysis of Chaotic Flow in Transition to Turbulence in Taylor-Couette System with Small Aspect Ratio2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Fujii, Yoshihiko Oishi, Hideki Kawai, Hiroshige Kikura, Riky Stepanus Situmorang and Himsar Ambarita
    • 学会等名
      1st International Conference on Cimputing and Informatics
    • 発表場所
      Medan, Indonesia
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of particle concentration and location in Taylor-Couette flow by ultrasound echo intensity2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Kato, Yoshihiko Oishi, Hideki Kawai, Hiroshige Kikura
    • 学会等名
      7th Forum Studies Environmental and Public Health Issues in the Asian Mega-cities
    • 発表場所
      Muroran, Japan
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hidrothermal Threatment of Polyvinyl Chloride Decomposition2016

    • 著者名/発表者名
      Riky Stepanus Situmorang and Hideki Kawai
    • 学会等名
      Joint Seminar of Environmental Science And Disaster Mitigation Research
    • 発表場所
      Muroran
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor渦小型バイオリアクターにおけるカオス流動の周波数解析2016

    • 著者名/発表者名
      稲垣達也、大石義彦、河合秀樹、木倉宏成
    • 学会等名
      化学工学・粉体工学研究発表会
    • 発表場所
      室蘭
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 光合成微生物培養における紫外吸光評価を用いた藻体破壊検証2016

    • 著者名/発表者名
      高橋駿、大石義彦、河合秀樹、山地秀樹
    • 学会等名
      化学工学・粉体工学研究発表会
    • 発表場所
      室蘭
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor-Couette渦を用いた固定化培養における光合成微生物の固定率評価2016

    • 著者名/発表者名
      荷川取将吾、大石義彦、河合秀樹、山地秀樹
    • 学会等名
      化学工学・粉体工学研究発表会
    • 発表場所
      室蘭
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低アスペクト比Taylor 渦流れのカオス流動における振動場の解析2015

    • 著者名/発表者名
      高世浩平、大石義彦、河合秀樹、村川英樹、木倉宏成
    • 学会等名
      機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波による液-液混相流の濃度分布計測の可能性2015

    • 著者名/発表者名
      斉藤啓、大石義彦、河合秀樹
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波計測を用いた低アスペクト比Taylor渦流れの流動解析2015

    • 著者名/発表者名
      青塚公希、大石義彦、河合秀樹、木倉宏成
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor渦バイオリアクターを用いた光合成微生物の増殖と藻体破壊2015

    • 著者名/発表者名
      木村貴大、大石義彦、河合秀樹、木倉宏成
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低アスペクト比におけるTaylor渦流れの流動解析とそのプロセスの安全性2015

    • 著者名/発表者名
      高世浩平、大石義彦、河合秀樹
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor渦バイオリアクターにおける光合成微生物の増殖と藻体破壊2015

    • 著者名/発表者名
      高橋駿、大石義彦、河合秀樹、山地秀樹
    • 学会等名
      化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低アスペクト比 Taylor-Couette 渦流れにおける数値シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      高世浩平、大石義彦、河合秀樹
    • 学会等名
      化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波計測による低アスペクト比Taylor渦の流動解析2015

    • 著者名/発表者名
      稲垣達也、大石義彦、河合秀樹、木倉宏成
    • 学会等名
      可視化情報学会可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-07-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Immobilization of the Photosynthesis Microorganism in a Bioreactor of Taylor-Couette Vortex Flow2015

    • 著者名/発表者名
      Syogo Nikadori, Yoshihiko Oishi and Hideki Kawai
    • 学会等名
      Joint Symposium on Mechanical - Industrial Engineering, and Robotics
    • 発表場所
      Muroran
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrothermal Treatment on Decomposition of Polyvinyl Chloride and Fixation Mercury2015

    • 著者名/発表者名
      Riky Stepanus Situmorang, Yoshihiko Oishi and Hideki Kawai
    • 学会等名
      Joint Symposium on Mechanical - Industrial Engineering, and Robotics
    • 発表場所
      Muroran
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A Solid-Liquid Filtration Method with a Taylor Vortex Flow system2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sato, Yoshihiko Oishi and Hideki Kawai
    • 学会等名
      Joint Symposium on Mechanical - Industrial Engineering, and Robotics
    • 発表場所
      Muroran
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrothermal tratment on fiation mercury in pencil-scale reacter2015

    • 著者名/発表者名
      Riky Stepanus Situmorang, Tsuyoshi Suzuki, Hideki Kawai and Hiroshi Nogami
    • 学会等名
      JSED2015
    • 発表場所
      Muroran Inst. Tech. (Muroran, Hokkaido, Japan)
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Joule 発熱による電磁流体の自然対流場の解析および実験による検討2015

    • 著者名/発表者名
      河合秀樹,木倉宏成,菅佑介
    • 学会等名
      第24回化学工学・粉体工学研究発表会
    • 発表場所
      北見工大(北海道北見市)
    • 年月日
      2015-01-30 – 2015-01-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波による水-植物油エマルジョンの撹拌における速度分布計測の可能性2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓,河合秀樹
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第53回 講演会
    • 発表場所
      室蘭工大(北海道室蘭市)
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor渦を用いた固液分離濾過装置に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      稲垣達也,河合秀樹
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第53回 講演会
    • 発表場所
      室蘭工大(北海道室蘭市)
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor渦バイオリアクターを用いた光合成微生物の増殖と藻体破壊2014

    • 著者名/発表者名
      高橋駿,河合秀樹
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第53回 講演会
    • 発表場所
      室蘭工大(北海道室蘭市)
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低アスペクト比Taylor 渦による撹拌混合のための超音波流速分布計測法について2014

    • 著者名/発表者名
      河合秀樹,山田雄大,村川英樹,木倉宏成
    • 学会等名
      第45回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor 渦バイオリアクターにおける流速の超音波計測2014

    • 著者名/発表者名
      山田雄大,河合秀樹,木倉宏成
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2014
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波計測による低アスペクト比Taylor渦の流動解析2014

    • 著者名/発表者名
      山田雄大,河合秀樹,村川英樹,木倉宏成
    • 学会等名
      第42回可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi