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マイクロ・ナノサイズの流れにおける複雑流体の流動挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26820041
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関新潟大学

研究代表者

牛田 晃臣  新潟大学, 自然科学系, 助教 (10582976)

研究協力者 鳴海 敬倫  新潟大学, 自然科学系, 教授
長谷川 富市  新潟工業短期大学, 学長
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
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード微小孔 / 圧力損失 / 水 / 界面活性剤水溶液 / 高分子水溶液 / 希薄高分子水溶液 / 推力 / 複雑流体
研究成果の概要

本研究では,代表長さが1.0マイクロメートル以下の流れ場における複雑流体の流動特性を圧力損失測定により明らかにすることを目的とし,微小孔を通過する流れ場を対象とした.その結果,水の場合,100マイクロメート以下において(50マイクロメートルから0.90マイクロメートルの範囲),Navier-Stokes方程式により予測される値よりも大幅に減少した.次に,球状ミセル界面活性剤水溶液の場合,極性により異なる結果となった.また,棒状ミセル界面活性剤水溶液の場合,特定のモル濃度比において,圧力損失が上昇した,以上のような特異流動特性を明らかにした.

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

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Antimicrobial effectiveness of ultra-fine ozone-rich bubble mixtures for fresh vegetables using an alternating flow2017

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Takahiro Koyama, Yoshinori Nakamoto, Takatsune Narumi, Taisuke Sato, and Tomiichi Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Food Engineering

      巻: 206 ページ: 48-56

    • DOI

      10.1016/j.jfoodeng.2017.03.003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomaly of pressure drops of rod-like micelle surfactant solutions passing through small orifices2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Shotaro Murao, Tomiichi Hasegawa, Takatsune Narumi, and Keiko Amaki
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 70 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2015.07.024

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flow Properties of Microbubble Mixtures and Complex Fluids Passing through Micro-Apertures2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Tomiichi Hasegawa, Taisuke Sato, and Takatsune Narumi
    • 雑誌名

      日本レオロジー学会誌

      巻: 44 号: 3 ページ: 119-129

    • DOI

      10.1678/rheology.44.119

    • NAID

      130005165078

    • ISSN
      0387-1533, 2186-4586
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pseudo-laminarization effect of several types of surfactant solutions in small-sized pipe flows2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Akira Ichijo, Taisuke Sato, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 雑誌名

      Acta Mechanica

      巻: 227 号: 8 ページ: 2061-2074

    • DOI

      10.1007/s00707-016-1616-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Is the water flow more or less than that predicted by the Navier-Stokes equation in micro-orifices ?2016

    • 著者名/発表者名
      Tomiichi Hasegawa, Akiomi Ushida, Takatsune Narumi, and Masaki Goda
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 28 号: 9 ページ: 092005-092005

    • DOI

      10.1063/1.4962304

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomalous flow properties of spherical micelle surfactant solutions passing through small-sized slits2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Takatsune Narumi, Keiko Amaki, Taisuke Sato, and Tomiichi Hasegawa
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 61 ページ: 562-574

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2016.07.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flow properties of ultra-fine bubble mixtures passing through micro-apertures2015

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Tomiichi Hasegawa, Takatsune Narumi, Itaru Kourakata, and Yoshinori Nakamoto
    • 雑誌名

      Journal of Flow Control, Measurement & Visualization

      巻: 3 号: 03 ページ: 111-121

    • DOI

      10.4236/jfcmv.2015.33011

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A simple expression for pressure drops of water and other low molecular liquids in the flow through micro-orifices2015

    • 著者名/発表者名
      Tomiichi Hasegawa, Akiomi Ushida, and Takatsune Narumi
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 27 号: 12 ページ: 122001-122001

    • DOI

      10.1063/1.4936943

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 微小管内流れにおける界面活性剤水溶液の擬層流化現象2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫, 萱場龍一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 823 ページ: 14-00278-14-00278

    • DOI

      10.1299/transjsme.14-00278

    • NAID

      130005130782

    • ISSN
      2187-9761
    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomalous phenomena in pressure drops of water flows through micro-orifices2014

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 雑誌名

      Microfluidics and Nanofluidics

      巻: 17 号: 5 ページ: 863-870

    • DOI

      10.1007/s10404-014-1362-6

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 生野菜を対象とした次亜塩素を含むウルトラファインバブル混合液の殺菌効果2017

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 渡邊麻衣子, 中本義範, 鳴海敬倫, 佐藤大祐, 長谷川富市
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小管内流れにおける種々の希薄高分子水溶液の擬層流化現象2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小川秀一, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本機械学会 第94期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロオリフィスを通過する界面活性剤水溶液の摩擦損失測定2016

    • 著者名/発表者名
      尾形直樹, 牛田晃臣, 佐藤大祐, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      2016年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 交番流式洗浄におけるウルトラファインバブル混合の効果2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊麻衣子, 牛田晃臣, 中本義範, 佐藤大祐, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      2016年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小管内流れにおける複雑流体の擬層流化現象と弾性の関係2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小川秀一, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第64回レオロジー討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小孔を通過する界面活性剤水溶液の特異流動性2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 村尾將太郎, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小サイズのスリットを通過する抵抗低減界面活性剤水溶液の流動特性2016

    • 著者名/発表者名
      小林弘太郎, 牛田晃臣, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 強い外部刺激を印加したウルトラファインバブル混合液の洗浄効果2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 渡邊麻衣子, 中本義範, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Pseudo-laminarization of several types of dilute polymer solutions in capillary flows2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Shuichi Ogawa, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 学会等名
      The XVIIth International Congress on Rheology
    • 発表場所
      Kyoto TERRSA
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複雑流体の微小サイズの流れ場における特異挙動と微細気泡混合効果2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣
    • 学会等名
      日本レオロジー学会 第43年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-05-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小サイズの流れ場における複雑流体の流動特性2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣
    • 学会等名
      第56回関東地区レオロジー研究会 講演会
    • 発表場所
      アントンパールジャパン
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 外部刺激を印加したファインバブル混合液の洗浄効果の検討2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小山貴裕, 中本義範, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第8回超音波とファインバブルの相互作用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学千種キャンパス
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 曲がり部を有する微小管内流れにおける希薄高分子水溶液の流動特性2015

    • 著者名/発表者名
      小川秀一, 牛田晃臣, 鳴海敬倫, 萱場龍一
    • 学会等名
      日本機械学会 第93期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 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] 旋回流における布の洗浄率に対するナノバブル混合の効果2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅浩, 牛田晃臣, 鳴海敬倫, 萱場龍一, 中本義範
    • 学会等名
      第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 交番流における生野菜の洗浄率に対するナノバブル酸性電解水の効果2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊麻衣子, 牛田晃臣, 鳴海敬倫, 中本義範
    • 学会等名
      第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudo-laminarization of dilute polymer solutions in capillary flows2015

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Shuichi Ogawa, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 学会等名
      The International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015
    • 発表場所
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI
    • 年月日
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudo-laminarization of dilute polymer solutions in capillary flows2015

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Shuichi Ogawa, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 学会等名
      The International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015 (ATEM'15)
    • 発表場所
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小管内流れにおける種々の界面活性剤水溶液の流動特性2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第63回レオロジー討論会
    • 発表場所
      神戸大学六高台キャンパス
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小孔を通過する棒状ミセル界面活性剤水溶液の特異流動性2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 村尾將太郎, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本実験力学会 2015年度年次講演会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 交番流式洗浄における生野菜の洗浄率に対する微細気泡混合の効果2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小山貴裕, 中本義範, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 交番流式洗浄における生野菜の洗浄率に対する微細気泡混合の効果2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小山貴裕, 中本義範, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大学香美キャンパス
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 交番流式洗浄における布の洗浄率に対する微細気泡混合の効果2015

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小山貴裕, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本機械学会 第52期北陸信越支部 総会・講演会
    • 発表場所
      新潟工科大学
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小管内流れにおける希薄高分子水溶液の擬層流化現象2015

    • 著者名/発表者名
      小川秀一, 牛田晃臣, 鳴海敬倫, 萱場龍一
    • 学会等名
      日本機械学会 第52期北陸信越支部 総会・講演会
    • 発表場所
      新潟工科大学
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小管内流れにおける種々の界面活性剤水溶液の流動特性2014

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本機械学会 第92期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 微細孔を通過する種々の水の流動特性2014

    • 著者名/発表者名
      長谷川富市, 牛田晃臣, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第62回レオロジー討論会
    • 発表場所
      福井市地域交流プラザ(AOSSA)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小孔を通過する界面活性剤水溶液の特異流動性2014

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 村尾將太郎, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫, 萱場龍一
    • 学会等名
      第62回レオロジー討論会
    • 発表場所
      福井市地域交流プラザ(AOSSA)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高せん断速度域における種々の界面活性剤水溶液の流動特性2014

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 長谷川富市, 鳴海敬倫, 萱場龍一
    • 学会等名
      日本機械学会 2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 交番流における生野菜の洗浄率に対するナノバブル混合の効果2014

    • 著者名/発表者名
      小山貴裕, 牛田晃臣, 石山洋平, 中本義範, 鳴海敬倫
    • 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」
    • 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] 微小管内流れにおけるマイクロバブル混合液および複雑流体の流動特性2014

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 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」
    • 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] Pseudo-laminarization of several types of surfactant solutions in capillary flows2014

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Akira Ichijo, Tomiichi Hasegawa, Takatsune Narumi, and Ryuichi Kayaba
    • 学会等名
      The 6th Pacific Rim Conference on Rheology
    • 発表場所
      The University of Melbourne
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ流れにおける抵抗低減界面活性剤水溶液の流動特性2014

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫, 萱場龍一
    • 学会等名
      日本レオロジー学会 第41年会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2014-05-15 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 新潟大学 研究者総覧

    • URL

      http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/html/100000734_ja.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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