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研究紹介  

渦輪に関する研究

雪冷房システムの開発に関する研究

温泉熱を利用した発電システムの開発に関する研究

境界層遷移に関する研究

成果

 

渦輪に関する研究

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渦がドーナツ状に輪になったものを渦輪と呼んでいます. 渦輪は,テレビでも紹介されていますが, ダンボール箱に穴を開けて叩くだけで比較的簡単に作ることができます.
渦の回転の力により,非常に遠くまで形を維持したまま進む性質があり, この性質を利用し,空間的に狭い範囲に限定してエネルギーを届けることができます.

本研究室においては,基礎的研究として,渦輪の性質を実験により明らかにしようとしています.
下に水中で作った渦輪と空気中で作った渦輪を撮影した動画を紹介します.
上の動画は,マイクロバブルを含んだ水を直径30mmの穴から噴出したものです.ハイスピードカメラで撮影したためスローで再生されています. 渦の中心が波打ちながら崩壊する様子が写っています.
下の動画は,空気中にてアルコールミストを直径30mmの穴から噴出したものです.
渦を巻きながら進んでいく様子がはっきりと写っています.

 

雪冷房システムの開発に関する研究

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冬に積もった雪を夏まで保存し,夏の冷房に利用するシステムを開発することを目的としています.
函館は豪雪地帯ではないため,より少量の雪で効率よく冷房できるシステムを目指します.
この技術が確立されれば,本州の降雪地域に広く普及でき,夏の冷房負荷を小さくすることが見込まれます.

雪冷房システム概念図
 

温泉熱を利用した発電システムの開発に関する研究

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日本にはたくさんの火山や温泉があります. なかには100℃近い高温で噴出する温泉もあり,水で薄めて入浴している温泉地もあります. 捨ててしまっている熱エネルギを活用するシステムの開発を目指します.

 

境界層遷移に関する研究

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境界層が層流から乱流へ遷移する過程を実験的に調べます.
現在は,スターリングエンジンのピストン周りの熱伝達を向上するために,狭い隙間内の往復流の実験を行なっております.

 

発表等  

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  論文:
■マイクロバブルによる間欠噴流の可視化実験,剱地利昭,吉田敦,岐阜工業高等専門学校紀要,第46号,(2011),pp.47-52.
■Laminar Turbulent Transition in a Boundary Layer Subjected to Weak Free Stream Turbulence,Toshiaki KENCHI,Masanaru MATSUBARA,Toshihiko IKEDA, Journal of Fluid Science and Technology,Vol.3,No.1,(2008),pp. 56-67.

  口頭発表:
■加熱による物性値変化が対流熱伝達に及ぼす効果-低レイノルズ数における円柱からの強制対流熱伝達の場合-,山田卓也,原宏徳,剱地利昭,河村隆雄, 日本機械学会熱工学コンファレンス2010講演論文集,No.10-25,(2010),pp.377-378.
■加熱による物性値変化が対流熱伝達に及ぼす効果-流れに平行な平板からの強制対流熱伝達の場合-,原宏徳,山田卓也,剱地利昭,河村隆雄, 日本機械学会熱工学コンファレンス2010講演論文集,No.10-25,(2010),pp.379-380.
■マイクロバブルをトレーサに用いた渦輪に生じる周方向波の定量化,吉田敦,剱地利昭,第8回 日本流体力学会 中部支部講演会,(2010).
■弱い主流乱れにおける境界層遷移について,松原雅春,高市皓太,剱地利昭,宇宙航空研究開発機構特別資料:「境界層遷移の解明と制御」研究会講演論文集(第43回・第44回) JAXA-SP-09-014,(2010),pp.13-14.
■Road Map for a General Prediction Method of Boundary Layer Transition, Masaharu MATSUBARA, Toshiaki KENCHI,(2009),Proceedings of ICEAE 2009.
■Experimental study of laminar turbulent boundary layer transition influenced by anisotropic free stream turbulence,Toshiaki KENCHI,Masaharu MATSUBARA, IUTAM Symposium on Computational Physics and New Perspectives in Turbulence,Springer,(2008),pp.203-208.
■The effect of length scale of free stream turbulence on boundary layer transition,Toshiaki KENCHI,Masaharu MATSUBARA, Sixth IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition,Springer,(2006),pp.287-292.
■主流乱れの長さスケールが境界層内撹乱の成長に及ぼす影響,剱地利昭,松原雅春,日本流体力学会年会2007 講演アブストラクト集,(2007),p.57.
■主流乱れの非等方性が境界層内撹乱の成長および構造に及ぼす影響,剱地利昭,松原雅春,日本流体力学会年会2006 講演アブストラクト集,(2006),p.255.
■Disturbance growth in boundary layer subjected to anisotropic free stream turbulence,Toshiaki KENCHI,Masaharu MATSUBARA, The 6th Euromech Fluid Mechanics Conference,abstracts volume 1,(2006),p.76.
■主流中の渦輪による境界層遷移,関大輔,剱地利昭,松原雅春,日本機械学会北陸信越支部第43期総会講演会講演論文集,(2006),pp.391-392.
■Disturbance growth in boundary layer subjected to weak anisotropic free stream turbulence,Toshiaki KENCHI,Masaharu MATSUBARA, 58th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics,The American Physical Society,(2005).
■非等方な低主流乱れを受ける境界層内での撹乱の成長について,剱地利昭,渡辺尚史,松原雅春,日本流体力学会年会2005 講演アブストラクト集,(2005),p.78.
■境界層遷移における主流乱れの非等方性による境界層内撹乱の成長の違いについて,剱地利昭,渡辺尚史,松原雅春,日本機械学会東海支部第54期総会講演会講演論文集,(2005),pp.275-276.

  その他:
■ポスター発表:低学年参加型中小企業ものづくり支援活動,高野浩貴,剱地利昭, 第6回三行ビジネス商談会(2009)
■ポスター発表:低学年参加型中小企業ものづくり支援活動,高野浩貴,剱地利昭, ものづくり岐阜テクノフェア2009(2009)