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2016 年度 実績報告書

固液連成界面における波動伝播現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26709001
研究機関東京工業大学

研究代表者

因幡 和晃  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (00408725)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード流体構造連成 / 波動伝播 / キャビテーション / 壊食
研究実績の概要

流体から固体または固体から流体へと波動が伝播する連成現象の解明と極限事故に適用すべき境界条件の提案を目指し,固体表面状態の影響や流体の種類を変えて固液連成界面における波動伝播現象の学理確立を目的として研究を行った.
固体と液体が相互に影響し連成する界面における波動伝播現象の物理モデル構築と極限事故にも適用できる境界条件を提案するため,これまで行ってきた固液連成界面に関する実験および数値解析結果を統合して考察するとともに,理論解析や数値解析により境界条件の影響を評価した.特に,固体壁の粗さや濡れ性を変化させて,波動伝播時に作用する衝撃力を考察し,固体表面の濡れ性が変化することで連成界面近傍だけでなく界面から離れた液体中において観察されるキャビテーション挙動が変化することを発見し,波動伝播の遷移に関する理論モデルを構築するとともに,固液界面の特性を変化させることで波動伝播を制御できる可能性を示した.
また,波動伝播を考慮したキャビテーション壊食被害予測の高精度化と被害低減のため,予き裂を与えた高分子材料の試験片に引張力を負荷しながらキャビテーション壊食試験を実施した.引張力により材料の壊食に加えて,き裂の進展速度が著しく増加する傾向を発見するとともに試験片の温度増加がその原因として考えられることを示すとともに,現在広く用いられている磁歪式の壊食試験において,高分子材料は温度の影響を強く受けており,高精度化には温度の影響を考慮した寿命評価を行う必要があることを示した.

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Cavitation damage of epoxy resin subjected to uniaxial tensile loading2018

    • 著者名/発表者名
      Masaharu HIBI, Farid TRIAWAN, Kazuaki INABA, Kosuke TAKAHASHI, Kikuo KISHIMOTO, Keisuke HAYABUSA, Hiroaki NAKAMOTO
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal, The Japan Society of Mechanical Engineers

      巻: 5 ページ: 1-11

    • DOI

      https://doi.org/10.1299/mej.17-00151

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of Wave Propagation Across Solid-Fluid Movable Interface in Fluid-Structure Interaction2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Kojima, Kazuaki Inaba, Kosuke Takahashi, Farid Triawan, KIKUO KISHIMOTO
    • 雑誌名

      Journal of Pressure Vessel Technology

      巻: 139 ページ: 1-9

    • DOI

      https://doi.org/10.1115/1.4035376

    • 査読あり
  • [学会発表] Solid Boundary Effect on the Jetting Behavior of a Cavitation Bubble2017

    • 著者名/発表者名
      Inci Akcam, Kazuaki Inaba, Farid Triawan, Kikuo Kishimoto
    • 学会等名
      Asian Conference on Experimental Mechanics (ACEM)
    • 国際学会
  • [学会発表] 固液連成界面における波動伝播の2次元軸対称解析2017

    • 著者名/発表者名
      小島 朋久, Farid TRIAWAN, 因幡 和晃, 岸本 喜久雄
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
  • [学会発表] キャビテーション衝撃力と引張負荷が同時に作用する場合におけるエポキシ樹脂のき裂進展メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      川村 誉志也, Farid TRIAWAN, 因幡 和晃, 岸本 喜久雄, 中本 浩章, 早房 敬祐
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
  • [学会発表] Numerical Study on Wave Propagation across Solid-fluid Interface with Fluid Structure Interaction2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Kojima, Kazuaki Inaba, Farid Triawan, Kikuo Kishimoto
    • 学会等名
      The 8th Japan-Taiwan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Study on the Damage Behavior of Epoxy Resin under Cavitation and Constant Tensile Load2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Inaba, Masaharu Hibi, Farid Triawan, Kosuke Takahashi, Kikuo Kishimoto, Keisuke Hayabusa, Hiroaki Nakamoto
    • 学会等名
      the 10th International Conference on Fracture and Strength of Solids
    • 国際学会
  • [学会発表] FLUID-STRUCTURE INTERACTION IN THE NOZZLE OF COLLUNARIUM CONTAINER2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamaguchi, Kazuaki Inaba
    • 学会等名
      ASME 2016 Pressure Vessels & Piping Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Wave Propagation Across the Interface of Fluid-Structure Interaction With Various Surface Conditions of Solid Medium2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Kojima, Kazuaki Inaba, Kosuke Takahashi
    • 学会等名
      ASME 2016 Pressure Vessels & Piping Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 水面に接した平板近傍における気泡崩壊時のジェットパターン2016

    • 著者名/発表者名
      AKCAM KUBRA INCI, 因幡 和晃, Triawan Farid, 高橋 航圭, 岸本 喜久雄
    • 学会等名
      キャビテーションに関するシンポジウム(第 18 回)

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公開日: 2018-12-17  

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