筑波大学大学院システム情報工学研究科 構造エネルギー工学専攻 熱流体制御・計測研究室 ～阿部・金子・金川研究室～ 可視化技術を用いた混相流・熱流体現象の解明 熱流体制御・計測技術による工学機器への応用 深海から宇宙まで多彩な研究分野への取り組み 電気自動車の実用化 熱交換器デバイスの開発 熱機器高効率及び小型化のため 新たな二相流デバイスの開発 水 50 mm 蒸気 駆動用モータ ウルトラマイクロ 蒸気ジェットインジェクター 蒸気 Re = 293 （29 rpm） Re = 598 （59 rpm） Re = 1512 （149 rpm） 40 mm 40 mm 40 mm ステータ ロータ （除熱） （発熱） マイクロチャンネル積層型熱交換器 100 mm 電気自動車用モータの 除熱能力評価手法の構築 熱による永久磁石の減磁 ウルトラマイクロ蒸気インジェクター 回転 方向 二相流デバイス 電気自動車 液 Rotor Rotor 凝縮器 蒸発器 Velocity [mm/s] 200 Slit マイクロチャネル熱交換器 膨張弁 気液分離器 圧縮機 蒸気インジェクタを用いた空調機システム 伝熱流動特性 Slit 4 mm 4 mm 熱 熱 600 mm 4 mm 500 mm 4 mm 0 電気自動車用モータの伝熱流動特性 宇宙環境を利用した新材料生成 浮遊技術を利用した無容器プロセッシングで容器壁の影響を回避 静電浮遊法 表面張力差によるマランゴニ対流 粘性係数測定技術 マランゴニ対流の発生条件の解明 超音波浮遊法 液滴の流動・周囲成分濃度の可視化 界面変形 宇宙空間での高純度の物質の生成 Upper electrode 国際宇宙ステーション 0.080ｓ Levitated droplet z 10.5 mm 0.142ｓ Bottom electrode 1 mm Top 0.146ｓ Side 内部流動 外部流動 液滴周囲の成分濃度 Water -97.7ms -3.33ms -2.0ms -0.67ms 0ms 流跡線 速度分布 Heating disk 49 [℃] Heating disk 49 [℃] 静電浮遊液滴の回転分裂挙動 表 面 音響・静電ハイブリッド浮遊法 試料の非接触マニピュレーション z r Ethanol 1 [mm] Ethanol Cooling disk 25 [℃] 流動挙動と輸送現象 浮遊液滴の合体 Cooling disk 25 [℃] 液柱マランゴニ対流 当研究室ではエネルギー・宇宙・環境に関する 「熱・流体・可視化・計測」をテーマに研究を 行っています．1人1テーマを担当し，エンジニア としての基礎である設計・実験・解析の全てを行います． また，企業や学外研究機関と連携することで 生きた技術を学ぶことが出来ます． 阿部・金子・金川研は皆さんの成長を応援します! 担当教員： 阿部 豊 ([email protected]), 金子 暁子 ([email protected]), 金川 哲也 ([email protected]) ホームページ： http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~abe/ 筑波大学大学院システム情報工学研究科 構造エネルギー工学専攻 熱流体制御・計測研究室 ～阿部・金子・金川研究室～ 可視化技術を用いた混相流・熱流体現象の解明 熱流体制御・計測技術による工学機器への応用 深海から宇宙まで多彩な研究分野への取り組み 環境に優しい洗浄技術の開発 マイクロバブルの特性と応用 様々な 応用例 熱濃硫酸による 半導体レジスト除去 ・水に溶解する速度が速い ・気泡表面における物質の吸着 マイクロバブル発生 装置の最適化 気泡の圧壊によるケミカル リアクターの可能性 気液二相流の音響学の 理論解析 化学薬品を用いた 汚れの除去 気泡微細化メカニズム の解明 ガス・濁水処理技術 への応用 気泡流中の非線形波動 水中衝撃波のソリトン遷移 オゾン水を用いた 洗浄技術の開発 マイクロバブルを利用 した洗浄技術の開発 液滴を利用した 洗浄技術の開発 関節液キャビテーション の数値解析 医療応用 気体 液体 膨張 1/5 mm ベンチュリ管を用いた微細気泡生成 収縮・微細化 液滴 マイクロバブルの 汚れに対する吸着 微細気泡発生 CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 マイクロバブルによる洗浄 自然現象の解明 ガス処理技術の開発 小型高性能デバイスの開発 火山噴火の予知や 被害の予測が必要 製造現場における微細な ゴミのインライン計測 インライン計測が可能な 微粒子計測技術の開発 薄型ディスプレイの製造 微細流路内のスラグ流形 成挙動の解明 急減圧装置を用いた 火山噴火のメカニズム解明 火山噴火における減圧沸騰 地球温暖化対策 ディスプレイ CO2の深海貯留の実現 CO2の海底下貯留の実現 0.0962 s 干渉縞を用いた微粒子径計測 0.104 s 0.126 s CO2ハイドレート 生成・成長挙動の解明 H2O CO2 0.148 s 微細流路内における スラグ流の流動構造の解明 ゼミや打ち合わせの場における活発な議論を通して， エンジニア・技術者としての素養を養います． さらに希望する方は国際学会や国内学会に 参加することができます． CO2ハイドレート膜の生成実験 分子シミュレーション ◎学会表彰 H24(22件)，H25(15件)．H26(18件) 日本混相流学会 学生優秀講演賞受賞 その他多くの 日本原子力学会 フェロー賞受賞 学会で受賞！ ICONE, Student Best Poster Award受賞 日本マイクログラビティ応用学会学術講演会 最優秀賞受賞 etc. 担当教員： 阿部 豊 ([email protected]), 金子 暁子 ([email protected]), 金川 哲也 ([email protected]) ホームページ： http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~abe/ 筑波大学大学院システム情報工学研究科 構造エネルギー工学専攻 熱流体制御・計測研究室 ～阿部・金子・金川研究室～ 大規模集中エネルギーシステム開発 地震加速度付加時の 管内気液二相流挙動の解明 地震発生時の 管内流動予測 廃棄物処理プロセス技術開発 使用済み燃料の再処理 電磁波加熱時の液体過度 沸騰現象のメカニズム解明 放射性廃棄物の拡散防止 0 ms 50 ms 100 ms 150 ms 200 ms 電磁波加熱による過渡沸騰現象 ベンチュリースクラバー (VS)の性能評価 プールスクラビングの現象解明 地震加速度付加時の気液二相流挙動 無電源での冷却水 ポンプの可能性 蒸気インジェクターの 作動原理の解明 5 mm Thermocouple or Pitot tube Pressure tap 1 mm 0 [L/min] Mixing nozzle Thermocouple or Pitot tube Pressure tap 100 [L/min] 400 [L/min] 520 [L/min] 気泡中のエアロゾル粒子可視化 VS内の二相流挙動可視化 大型プラントのシステム開発 Drain Throat Diffuser 高温溶融物の冷却挙動 及び落下挙動予測評価 溶融物ジェットの界面固化 挙動及び微粒化挙動の解明 巨大タンク内の均一 攪拌の促進 気泡を用いた攪拌 技術の開発 Water surface Liquid-liquid interface Water 100 mm 超音速蒸気インジェクター Salt water 17 mm 100 mm Initial liquid-liquid interface Nozzle Bottom 気液ニ相攪拌 Simulation Experiment 工業プラント等に おける爆発事故対策 蒸気爆発発生 メカニズムの解明 Jet 高温溶融物と冷却材の相互作用 複雑流路内における溶融物落下挙動 ◎過去の就職先（人数） 三菱重工(11) 日立製作所(3) 富士重工(1) いすゞ自動車(1 明電舎(1) 三井造船(1) 東京電力(1) 中部電力(1) 産経新聞(1) 原子力機構(8) 蒸気爆発現象 あらゆる業界で活躍中！！ 東芝(7) トヨタ自動車(3) 日産自動車(4) 本田技研(3) スズキ(2) ANA(2) パナソニック(2) NEC(1) キヤノン(1) 森精機(1) 川崎重工(1) IHI(2) 住友重機械(1) J-POWER(1) 東北電力(1) 四国電力(1) 沖縄電力(1) 大日本印刷(2) 千代田化工(3) ハウス食品(1) 電力中央研究所(6) 工学院大助教 (1) 博士後期課程(12) その他多数 担当教員： 阿部 豊 ([email protected]), 金子 暁子 ([email protected]), 金川 哲也 ([email protected]) ホームページ： http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~abe/
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