流体工学的手法による仔魚の生残率を高めるための飼育水槽内流れの制御

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25450287
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 大島商船高等専門学校
• 研究代表者: 角田 哲也 大島商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (00163056)
• 研究分担者: 塩谷 茂明 神戸大学, 学内共同利用施設等, 教授 (00105363)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 流れの可視化 / 数値計算 / 仔魚 / 生産率 / フローパターン / 初期減耗

研究概要

研究実施計画に沿って以下の成果を当該年度で国内外へ公表した．
◯Tetsuya SUMIDA,Hideo KAWAHARA,Shigeaki SHIOTANI,Yoshitaka SAKAKURA, and Atsushi HAGIWARA　:　Estimation of Flow Fields in a Model Fish Rearing Tank by Numerical Calculation, International Ocean(Offshore) and Polar Engineering in Arasuka, July, Conference,2013. 　◯Tetsuya Sumida,Hideo KAWAHARA,Shigeaki SHIOTANI,Yoshitaka SAKAKURA, and Atsushi HAGIWARA:
Observations of flow patterns in a model of a marine fish larvae rearing tank，Aquacultural Engineering，Volume 57,Pages 24-31 , November 2013 .（査読あり，http://www.elsevier.com/)
◯日本水産学会監修：魚類の行動研究と水産資源管理，2013．（pages 106－107において，本研究成果の内容の一部が本で引用された）

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまで可視化実験および数値計算結果を国内で発表してきたが，初年度の今年はそれらの結果にさらなる考察を加え，Full Paper査読付きの国際学会で口頭発表と国外雑誌に論文として公表した．しかし，次のステップである速度計測は装置の選択・納入に競争入札を実施した結果，納入までに想像以上の時間を要し，結果として，2013年末に物品が納入され，速度計測実験には至らなかった．速度計測のシステムとして，二年目に高速度カメラの購入が必要であるため，現時点では測定精度が劣る家庭用カメラで代用して速度計測技術を習熟中である．数値計算にはついてはフリーソフトであるOpen　Foamを導入した．現在，軸対称流の数値計算結果とOpen　Foamとの結果を照合してOpenFoam導入の有用性を検証中である．

今後の研究の推進方策

2年目である今年は
(1)速度計測を実施する．
高速度カメラを購入して，ズームした画像でも精度よくPIVによって局所的な速度計測もする予定である．課題としては，精度の高い速度計測のためにはシーディング粒子の選択および濃度の設定など，PIV処理システムを使いこなすのにかなり時間を要することが予想される．この点については近隣の大学でほぼ同様のシステムでPIV計測している研究者に相談することによってこの課題の解消に努める．
２．数値計算をOpen　Foamで実施する．現時点では2通りの方法で計算を試行している．以前に実施した飼育水槽内の流れの数値計算（軸対称流と仮定した流れ）した結果と比較することによって，時間および精度の面で効率のよいと思われるOpen　Foamの利用方法を探索していく．

次年度の研究費の使用計画

速度計測システムのうち，可視化レーザー光源と計算処理ソフトは初年度に購入したものの，速度計測の精度を高めるためには高速度カメラ（約60ー70万）の購入が必要である．要求予算案では２年目が６０万円，３年目が８０万円である．当社案では高速度カメラが購入できない．このため，２年度の予算と３年目の予算（最終年度）を入れ替えすることによって，高速度カメラの購入が可能となる．
２年目の予算と３年目の予算の交換により総予算の変更なく，当初目的が実施可能である．
２年目の予算の大部分で高速度カメラ購入予算が占める分，本来使用する予定であった旅費，論文投稿に要する予算が乏しくなる．しかし，その不足部分を校内研究費や民間研究助成金（中国電力，試験研究（B)，平成２６年４月～２７年３月）で補う．３年目は当初案であった８０万円から６０万円へ減少するが，その大半は学会発表や論文発表に関する予算なのでその不足分を校内研究費で補う予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Observations of flow patterns in a model of a marine fish larvae rearing tank. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Sumida，Hideo Kawahara, Shigeaki Shiotani Yoshitaka Sakakura and Atshishi Hagiwara
  • 雑誌名: Aquacultural Engineering 巻: 57 ページ: 24-31
  • DOI: 10.1016/j.aquaeng.2013.06.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of FloW Fields in a Model of Rearing Tank for Marine Fish Larvae by Numerical Calculation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Sumida，Hideo Kawahara, Shigeaki Shiotani Yoshitaka Sakakura and Atshishi Hagiwara
  • 雑誌名: International Ocean and Polar Engineering Conference 巻: ISSN1098-6189 ページ: 495-500
  • DOI: ISBN 978-1-880653-99-9(Set);(Set)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 仔魚飼育用円形水槽内流れの定性的および定量的推察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 角田哲也
  • 雑誌名: 神戸大学大学院 博士論文 巻: 博い第八〇八号 ページ: 1－95
  • 査読あり
• [学会発表] 機械工学からアプローチした仔魚飼育水槽内の流れに関する研究
  • 著者名/発表者名: 角田哲也，塩谷茂明，阪倉良孝，萩原篤志
  • 学会等名: 日本水産工学会
  • 発表場所: 千葉県銚子市銚子商工会議所
• [図書] エンジニアのための熱力学（三訂版） (2013)
  • 著者名/発表者名: 角田哲也
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: 成山堂
• [図書] 蒸気タービン要論（三訂版） (2013)
  • 著者名/発表者名: 角田哲也
  • 総ページ数: 230
  • 出版者: 成山堂
• [図書] 舶用ボイラの基礎（六訂版） (2013)
  • 著者名/発表者名: 西野薫・角田哲也
  • 総ページ数: 408
  • 出版者: 成山堂
• [備考] ReaD & Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0178535/