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

2013 年度 実績報告書

衝撃波を利用した新しい船舶バラスト水の高度殺菌処理技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22360367
研究機関神戸大学

研究代表者

阿部 晃久  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (50221726)

研究分担者 宋 明良  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (20314502)
西尾 茂  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (30208136)
三村 治夫  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (90190727)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード船舶バラスト水 / 衝撃波殺菌 / 微小気泡 / 衝撃波 / 衝撃波生成装置
研究概要

開発した磁力補助機構を有する無隔膜衝撃波生成装置について日本機械学会論文集へ成果報告すると共に、水中衝撃波生成実験に着手した。本装置は、当初の研究目的に掲げた通り、船上で経済的且つ安定的に活用できるエネルギー源として主機や発電機の排ガスを利用するために考案した高圧ガス駆動型無隔膜衝撃波管であり、高圧ガスを水中へ曝さずに水中気泡運動を誘起できる圧力波を生成できれば、今後の研究展開に重要な意義を持つ。天然ゴムやシリコンゴムを利用して2種類の方法が試みられた。1つは、無隔膜衝撃波管端に接続された弾性チューブを水中に配置し、高圧ガスを水中に放出すること無く解放する方法である。弾性体運動や水中圧縮波生成の観測には高速度ビデオカメラ、水中圧力計測にはニードル型ハイドロフォンが用いられた。可視化実験では、弾性管内を衝撃波が通過する際にわずかな影がチューブ上を移動する様子と水中全体に光の揺らぎを観測したが、明確な圧力波面を捉えることはできず、圧力計の反応を得ることもできなかった。その際、弾性チューブの表面速度は高々数m/s程度しか得られなかった。気泡が水中衝撃波を誘起する時の界面速度は数百m/sのオーダーであり界面速度の違いが明らかとなった。2つ目に、高圧駆動ガスによる衝撃波の衝突によって天然ゴム膜を水面に衝突させる方法が試みられ、可視化では明確な水中衝撃波面を捉えることができたが圧力計の反応は得られず、水中衝撃波面の圧力はかなり弱いことが示唆された。また、ゴム膜の水面衝突速度は数十mのオーダーであった。以上より、気泡運動を誘起できる十分な強さの水中衝撃波の生成を実現することはできなかったが、水面打撃の方法で水中衝撃波の生成が確認できたことは、今後へ繋がる有効な結果であると言える。
加えて、ゴーストフルード法を取り入れた衝撃波と気泡の二次元干渉シミュレーションコードを完成させた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Survival Estimation of Pathogenic Vibrio cholerae after Invasion from Ballast Water discharged into Tokyo Bay2013

    • 著者名/発表者名
      Mimura, Haruo and Miwa, Takashi
    • 雑誌名

      The Japan Institute of Marine Engineering

      巻: Vol. 48, No. 2 ページ: 241-245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロバブルを利用した熱交換器用フェロコ管内壁に形成されるバイオフィルムの抑制及び除去効果2013

    • 著者名/発表者名
      三村治夫, 林 晴久, 芹澤昭示
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 第67巻,5号 ページ: 289-295

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 磁力支援型高速開口弁を有する無隔膜衝撃波管の性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      阿部晃久、菅原和也、山田洋平
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 79、865号 ページ: 1973-1984

    • 査読あり
  • [学会発表] VOF法に基づく圧縮性気液二相流の数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      谷口 直
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2014
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20140728-20140730
  • [学会発表] Generation of underwater shock wave using elastic material connected with diaphragm less shock wave generator2014

    • 著者名/発表者名
      J. WANG
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Flow Visualization
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      20140624-20140628
  • [学会発表] Observation and analysis of interactional phenomena between micro bubbles and underwater shock wave2014

    • 著者名/発表者名
      M. SHIODA
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Flow Visualization
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      20140624-20140628
  • [学会発表] マイクロバブルによるバラスト水衝撃波殺菌効果の予測に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      王静竹
    • 学会等名
      平成25年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      青山学院相模原キャンパス
    • 年月日
      20140305-20140307
  • [学会発表] Evaluation of Liquid Jet Flow by Means of Image Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Akayama, D.
    • 学会等名
      9th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20130825-28
  • [学会発表] Rapid Opening Valve Assisted by Magnetic Force for a Diaphragmless Shock Tube2013

    • 著者名/発表者名
      A. Abe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Shock Waves
    • 発表場所
      Madison, WI, U.S.A
    • 年月日
      20130715-20130719
  • [学会発表] Observation and Analysis of Microbubble Motion Induced by An Underwater Shock Wave2013

    • 著者名/発表者名
      S. Maeno
    • 学会等名
      29th International Symposium on Shock Waves
    • 発表場所
      Madison, WI, U.S.A.
    • 年月日
      20130715-20130719
  • [学会発表] Study on Excessive Pressure of Underwater Shock Wave Generated in Confined Space2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda
    • 学会等名
      29th International Symposium on Shock Waves
    • 発表場所
      Madison, WI, U.S.A.
    • 年月日
      20130715-20130719

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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