田坂　裕司 (タサカ　ユウジ)

工学研究院　機械・宇宙航空工学部門　熱流体システム教授
Last Updated :2026/04/14

■研究者基本情報

学位

  • 博士（工学）, 北海道大学

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J-Global ID

研究キーワード

  • 実験流体力学
  • 流れの安定性
  • 熱対流
  • レオメトリ
  • 液体金属流れ
  • 超音波計測

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 流体工学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2024年03月 - 現在
    北海道大学, 大学院工学研究院・機械・宇宙航空工学部門・流れ制御研究室, 教授, 博士（工学）
  • 2022年04月 - 現在
    国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門 火山・地球内部研究センター 固体地球データ科学研究グループ, 客員研究員
  • 2011年02月 - 2024年03月
    北海道大学大学院工学研究院, 准教授
  • 2017年04月 - 2017年07月
    ルアーブル大学, 波動・複雑物質研究所, 招聘研究員
  • 2016年10月 - 2017年01月
    ヘルムホルツセンター ドレスデン・ルッセンドルフ, 電磁流体力学グループ, 招聘研究員
  • 2007年04月 - 2011年01月
    北海道大学大学院工学研究院（工学研究科）, 助教
  • 2008年04月 - 2009年01月
    マンチェスター大学物理・天文研究科, 滞在研究員
  • 2005年04月 - 2007年03月
    北海道大学大学院工学研究科, 助手

学歴

  • 2000年04月 - 2005年03月, 北海道大学, 大学院工学研究科, 機械科学専攻

委員歴

  • 2018年04月 - 現在
    社団法人日本流体力学会, 代議員, 学協会
  • 2017年04月 - 2025年03月
    日本機械学会, 日本機械学会論文集アソシエイトエディタ, 学協会
  • 2020年04月 - 2022年03月
    一般社団法人日本機械学会, 流体工学部門講演会WG主査, 学協会
  • 2019年04月 - 2020年03月
    一般社団法人日本機械学会, 流体工学部門講演会WG幹事, 学協会
  • 2013年03月 - 2019年03月
    社団法人日本流体力学会, 編集委員, 学協会
  • 2013年03月 - 2014年02月
    社団法人日本機械学会, 北海道支部会計幹事, 学協会
  • 2012年03月 - 2013年02月
    社団法人日本機械学会, 北海道支部学生会顧問, 学協会
  • 2009年04月 - 2011年03月
    社団法人日本機械学会, 北海道支部流体工学懇話会幹事, 学協会
  • 2005年10月 - 2006年09月
    社団法人 可視化情報学会, 編集委員会 委員, 学協会

■研究活動情報

受賞

  • 2026年03月, 日本機械学会北海道支部, 日本機械学会北海道支部賞（研究技術賞）　　　　　　　　　　　　　　　
    ずり減粘のその場計測を可能にするGap Flow Testの開発
    田坂裕司・西塚大悟・大家広平・田坂裕司
  • 2024年07月, 一般社団法人可視化情報学会, 第３５期可視化情報学会学会賞（技術賞）　　　　　　　　　　　　　　　
    超音波パルスエコグラフィーによる管内混相流モニタリング技術
    朴炫珍;田坂裕司;村井祐一
  • 2023年07月, 一般社団法人日本機械学会, 流体工学部門フロンティア表彰　　　　　　　　　　　　　　　
  • 2021年11月, 社団法人日本機械学会, 流体工学部門貢献表彰　　　　　　　　　　　　　　　
  • 2020年08月, 可視化情報学会, 第31期可視化情報学会 学会賞（論文賞）　　　　　　　　　　　　　　　
    Vortex tracking on visualized temperature fields in a rotating Rayleigh-Benard convection
    能登大輔;田坂裕司;朴炫珍;柳澤孝寿;村井祐一
  • 2020年08月, 日本混相流学会, 2019年度日本混相流学会賞 論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
    気液二層乱流中に発生する気泡クラスタリングの実験的解明
    大石義彦,田坂裕司,村井祐一
  • 2019年06月, Elsevier, Outstanding contribution in Reviewing (Flow Measurement and Instrumentation)　　　　　　　　　　　　　　　
    田坂裕司
  • 2018年09月, 可視化情報学会, 第29期可視化情報学会 学会賞（技術賞 カテゴリI）　　　　　　　　　　　　　　　
    超音波パルスドップラーによる食品物性の定量可視化技術
    芳田泰基;田坂裕司;朴炫珍;村井祐一
  • 2017年04月, 日本機械学会, 2016年度日本機械学会賞（技術）　　　　　　　　　　　　　　　
    気液二相流のスマート制御に基づく船舶の乱流摩擦抵抗低減技術の実用化
    村井祐一;熊谷一郎;田坂裕司;朴炫珍;高橋義明
  • 2016年02月, Elsevier, Outstanding reviewer (Flow Measurement and Instrumentation)　　　　　　　　　　　　　　　
    Yuji Tasaka
  • 2015年08月, 日本混相流学会, 2014年度日本混相流学会賞 奨励賞　　　　　　　　　　　　　　　
    超音波流速分布計を用いた微細気泡を含む流体の実効粘度評価
    田坂裕司
  • 2014年07月, 可視化情報学会, 第25期可視化情報学会 学会賞（論文賞）　　　　　　　　　　　　　　　
    Development of ultrasonic visualization for capturing the characteristics of viscoelastic fluids
    白鳥貴久;田坂裕司;村井祐一;武田靖
  • 2014年07月, 日本混相流学会, 2013年度日本混相流学会賞 技術賞　　　　　　　　　　　　　　　
    超音波流速分布測定法（UVP）の混相流計測への拡張に関する技術開発
    村井祐一;田坂裕司;武田靖
  • 2012年08月, 日本混相流学会, 2011年度日本混相流学会賞 論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
    船舶の抵抗低減の実用化・普及に向けた低負荷気泡発生機構の研究
    熊谷一郎;村井祐一;田坂裕司
  • 2010年07月, 日本混相流学会, 2009年度日本混相流学会賞 論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
    気泡による摩擦抵抗低減メカニズム解明のための二相乱流構造計測
    大石義彦;村井祐一;田坂裕司;武田靖

論文

その他活動・業績

  • 速度分布情報を基にした食品の流動性評価—特集 おもしろいフルードパワーの最先端(2)
    田坂 裕司, 大家 広平, 西塚 大悟, 芳田 泰基, 熊谷 聡美, 千葉 春子, 油空圧技術 / 油空圧技術編集委員会 編, 63, 9, 23, 28, 2024年09月
    東京 : 日本工業出版, 日本語
  • 超音波インラインレオメトリによる「おかゆ」の擬塑性変化モニタリング
    大家広平, 芳田泰基, 田坂裕司, 村井祐一, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 89th, 2024年
  • 機械工学の手法を用いた食べやすさ評価の取り組み-食塊の安定性とべたつき-
    田坂裕司, 大家広平, 高橋航圭, 芳田泰基, 千葉春子, 熊谷聡美, 日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会抄録集(Web), 30th, 2024年
  • 流速分布計測に基づく流動食品のレオロジー物性評価
    大家広平, 熊谷聡美, 芳田泰基, 田坂裕司, 日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会抄録集(Web), 30th, 2024年
  • サスペンション流動研究のための密度調整可能な球形粒子の簡易製造方法
    大家広平, 西塚大悟, 芳田泰基, 田坂裕司, 化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 55th, 2024年
  • 速度分布計測を基にした食品レオロジー物性の評価
    田坂裕司, 田坂裕司, 大家広平, 高野哲秀, 芳田泰基, 日本バイオレオロジー学会誌(Web), 37, 2, 2023年
  • 流動計測支援型レオメトリによる食品開発・製造のDX推進
    大家広平, 芳田泰基, 田坂裕司, 村井祐一, 日本バイオレオロジー学会誌(Web), 37, 2, 2023年
  • 流動計測支援型レオメータを用いた複雑流体の管内流れ予測
    大家広平, 芳田泰基, 田坂裕司, 村井祐一, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 88th, 2023年
  • 超音波インラインレオメータによる擬塑性流体の粘性評価
    田坂裕司, 芳田泰基, 大家広平, 村井祐一, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 88th, 2023年
  • 貯蔵タンク内で流体のレオロジー物性を評価するレオメータの開発
    芳田泰基, 大家広平, 田坂裕司, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 88th, 2023年
  • 超音波スピニングレオメトリによるとろみ調整食品の機能性評価
    大家広平, 千葉春子, 熊谷聡美, 芳田泰基, 田坂裕司, レオロジー討論会講演要旨集(CD-ROM), 69th, 2021年
  • レオロジーマップによる高分子溶液の多角的粘弾性評価
    大家広平, 芳田泰基, 朴げん珍, 田坂裕司, 村井祐一, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 86th, 2021年
  • 超音波流速分布計測による過渡的レオロジー物性の評価
    田坂裕司, 芳田泰基, 大家広平, 村井祐一, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 86th, 2021年
  • 36m長尺平板模型における間欠的気泡注入による空気潤滑法の高効率化
    田中泰爾, 大石義彦, PARK Hyun Jin, 田坂裕司, 村井祐一, 川北千春, 日本船舶海洋工学会講演会論文集(CD-ROM), 32, 2021年
  • PIV による圧力場計測の風洞実験・水槽実験への応用
    村井祐一, 田坂裕司, 朴炫珍, 日本実験力学会, 20, 87, 94, 2020年, ［招待有り］
    日本語, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
  • 36m長尺平板を用いた摩擦抵抗低減時における気泡ボイド波の可視化
    大石義彦, 中村隼人, 田中泰爾, PARK Hyun Jin, 田坂裕司, 村井祐一, 河合秀樹, 濱田達也, 若生大輔, 川北千春, 可視化情報シンポジウム(CD-ROM), 48th, 2020年
  • 36m長尺平板における気泡抵抗低減時のせん断応力の変動
    大石義彦, 藤井夏海, 田中泰爾, PARK Hyun Jin, 田坂裕司, 村井祐一, 濱田達也, 川北千春, 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM), 98th, 2020年
  • 超音波流速分布計測によるインラインレオメータの実用性検証
    田坂裕司, 芳田泰基, 村井祐一, 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM), 98th, 2020年
  • 超音波スピニングレオメトリを用いた水油混合液の分離過程における実効粘度評価
    大家広平, 芳田泰基, PARK Hyun Jin, 田坂裕司, 村井祐一, 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM), 98th, 2020年
  • 非定常剪断下における分散粒子を含む非ニュートン流体の実効粘弾性
    芳田泰基, 田坂裕司, 村井祐一, 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM), 98th, 2020年
  • 超音波流速分布計測を用いた複雑流体のレオロジー物性評価—Rheological Evaluations of Complex Fluids by Ultrasonic Velocity Profiling—特集 流動による流体の内部構造変化の可視化
    田坂 裕司, 芳田 泰基, 村井 祐一, ながれ : 日本流体力学会誌 = Nagare : journal of Japan Society of Fluid Mechanics, 38, 4, 283, 290, 2019年08月
    日本流体力学会, 日本語
  • 超音波を用いた非侵襲インラインレオメータ
    田坂裕司, 芳田泰基, 村井祐一, 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM), 97th, 2019年
  • 等方性乱流場が流入するときのサボニウス風車のロバスト性
    村井 祐一, 大友 衆示, 田坂 裕司, デニセンコ ペトロ, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2019, 0, C211, 2019年
    Influence of high-intensity turbulence to the performance of a Savonious wind turbine has been investigated experimentally. The turbulent intensity and its isotropic quality are managed in a large wake region of an open-jet type wind tunnel. We have found that the rotational speed of the turbine rather increases with hep of turbulence as a constant load was subject to the turbine. This robustness to the inflow quality is attributed to the drag acting on the blade being intensified by the turbulence. Hot-wire anemometer measurement of the flow behind the turbine revealed that periodic vortex-shedding due to the blade-passing frequency was suppressed with strong turbulence in the inflow., 一般社団法人 日本機械学会, 日本語
  • ボイド波生成による高速チャネル乱流の摩擦抵抗低減率向上
    田中 泰爾, 朴 炫珍, 田坂 裕司, 村井 祐一, 川北 千春, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2019, 0, A122, 2019年, ［査読有り］
    一般社団法人 日本機械学会, 日本語
  • 剪断流における分散気泡を含む液体のレオロジー評価
    田坂裕司, 芳田泰基, 村井祐一, 混相流シンポジウム講演論文集(Web), 2019, ROMBUNNO.F232_0026 (WEB ONLY), 2019年
    日本語
  • 回転式超音波レオメトリを用いた粘土懸濁液のレオロジー評価
    芳田泰基, 田坂裕司, PARK H. J, 村井祐一, 日本レオロジー学会年会講演予稿集, 45th, 75‐76, 2018年05月17日
    日本語
  • ニュートン流体中の分散気泡が与える非ニュートン性評価
    芳田泰基, 田坂裕司, PARK Hyun Jin, 村井祐一, 混相流シンポジウム講演論文集(Web), 2018, WEB ONLY, 2018年
    日本語
  • Ultrasonic measurement of milk products flowing in stainless steel pipe
    李 瑞雪, 芳田 泰基, 人見 純平, 澤田 航希, 朴 炫珍, 田坂 裕司, 村井 祐一, フィッシャー ステファン, 流体工学部門講演会講演論文集, 2018, 0, OS4, 1, 2018年
    <p>We studied a measurement using UVP (Ultrasonic Velocity Profiler) for the milk products flowing in pipe line; here, whole milk, low-fat milk and water-coffee cream were employed as samples of the milk products. Those milk products all include fat as emulsion. Although the diameter of fat particles is much smaller than suitable size of UVP tracer particles, UVP can measure velocity in the whole milk in short distance; Sufficiently large number of fat particles in the milk, however, also cause strong attenuation of ultrasonic wave. Wedge-shape wave guide was thus designed to have sufficiently strong ultrasonic wave with considering measurement in thick stainless-steel pipes, where further strong attenuation is expected.</p>, 一般社団法人 日本機械学会, 英語
  • 超音波スピニングレオメトリ
    田坂 裕司, 芳田 泰基, 朴 炫珍, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2018, 0, OS4, 2, 2018年
    <p>We have developed novel rheometry using a cylindrical vessel in periodic oscillations and ultrasonic velocimetry (UVP) to overcome critical problems in conventional torque-type rheometry caused by influences of shear-banding, slips, non-homogeneous distribution of rheological properties, etc. The rheometry, termed "ultrasonic spinning rheometry", evaluates quantitatively different rheological properties, representative "local" Newtonian viscosity, shear modulus, linear viscoelasticity, through fundamental mechanical relations utilizing spatio-temporal velocity information measured by UVP. In this report, basic concept of the rheometry and its applicability and measurement limitations are summarized. Further, application of frequency-domain algorithm on linear viscoelastic analysis was described in detail.</p>, 一般社団法人 日本機械学会, 日本語
  • Development of a laser Doppler wall shear stress sensor for bubbly two-phase flow measurement　　　　　　　　　　　　　　　
    Y.Oishi, S. Onuma, H. Kawai, H.J. Park, Y. Tasaka, Y.Murai, Japan-U.S. Seminar on Two-Phase Flow Dynamics 2017, 117, 120, 2017年06月, ［査読有り］
    英語
  • 管内流れの局所乱流塊形成におけるマイクロバブルの影響
    中村 幸太郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 混相流 = Japanese journal of multiphase flow, 30, 5, 20, 28, 2017年03月
    日本混相流学会, 日本語
  • 超音波スピニングレオメトリによるマイクロバブル懸濁液の乱流渦粘度の評価
    岩佐耕節, 芳田泰基, PARK Hyun Jin, 田坂裕司, 村井祐一, 混相流シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 2017, ROMBUNNO.D113, 2017年
    日本語
  • 水平液体層内を上昇運動する気泡により引き起こされる流れの不安定性　　　　　　　　　　　　　　　
    中村, 吉川, 田坂, 村井, 日本流体力学会年会講演論文集, 2016年09月, ［査読有り］
    日本語
  • 超音波ドップラー法による管内混相流の流量計測 (特集 高度化する混相流計測技術)
    村井 祐一, 田坂 裕司, 化学工学, 80, 8, 468, 471, 2016年08月
    化学工学会, 日本語
  • 超音波流速分布計を用いたレオメトリについて : 流れ計測の重要性と課題 (特集 UVPによる流体の可視化)
    田坂 裕司, 白鳥 貴久, 芳田 泰基, 村井 祐一, 可視化情報学会誌 = Journal of the Visualization Society of Japan, 36, 142, 103, 107,図巻頭1p, 2016年07月
    可視化情報学会, 日本語
  • 超音波を用いた食品流動の可視化とレオロジー物性計測―空間的な粘性分布の計測手法―
    芳田泰基, 田坂裕司, 村井祐一, 可視化情報学会誌, 36, Suppl.1(CD-ROM), ROMBUNNO.D112, 2016年07月
    日本語
  • 三層密度成層における対流の結合運動と可視化計測
    佐藤 牧, 田坂 裕司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2016, 61, 62, 2016年
    一般社団法人 日本機械学会, 日本語
  • An Experimental Study on a Savonius Turbine in a Turbulent Flow
    Shuji OTOMO, Susumu OSUKA, Yuji TASAKA, Yuichi MURAI, Petr DENISSENKO, The Proceedings of Conference of Hokkaido Branch, 2016.54, 0, 79, 80, 2016年
    Japan Society of Mechanical Engineers
  • 浮上する気泡群の数密度構造と液相の速度場構造の相互作用について
    渡村友昭, 北川石英, 田坂裕司, 村井祐一, 杉山和靖, 混相流シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 2016, ROMBUNNO.B122, 2016年
    日本語
  • 線形粘弾性解析による分散気泡液体のレオロジー評価
    田坂裕司, 芳田泰基, 村井祐一, 混相流シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 2016, ROMBUNNO.B115, 2016年
    日本語
  • Toward understanding global flow structure
    Makoto Iima, Takayuki Yamaguchi, Takeshi Watanabe, Akane Kawaharada, Yuji Tasaka, Erika Shoji, Springer Proceedings in Mathematics and Statistics, 183, 139, 158, 2016年, ［査読有り］
    英語
  • 0601 大規模曳航水槽実験における模型船船底での気泡挙動の可視化
    大石 義彦, 朴 〓珍, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2015, "0601, 1"-"0601-2", 2015年11月07日
    We carried out large-scale towing tank experiments as an open flow system to elucidate spatial development of quasi-uniformly injected bubbles. Measurement results by a shear stress sensor indicated drag reduction by injecting bubbles into turbulent boundary layer developing on a flat plate, and visualized pictures showed spontaneous development of quasi-periodic distribution of bubbles at the corresponding parameters., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1702 回転場中の気泡プルームによって駆動される対流パターンの実験的研究
    横山 聡哉, 村井 祐一, 田坂 裕司, VLASKAMP Jop, DENISSENKO Peter, THOMAS Peter J., 流体工学部門講演会講演論文集, 2015, "1702, 1"-"1702-2", 2015年11月07日
    Influence of background rotation on the behavior of a bubble plume in a tank is investigated experimentally, purposing a flow control for large LNG container subject to the Earth rotation. We used the rotating tank facility in University of Warwick, and found a single air-chimney stabilized in the case of point-source of air injection. In contrast, the line-source bubble injection resists to the chimney formation and keeps planer curtain like structure. We also found eccentric oscillation of bubble plume in the disk-source type of injection., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1703 水平円管内の乱流遷移域におけるミスト挙動の数値解析および可視化実験
    村井 祐一, 田坂 裕司, 大久保 順平, 大石 義彦, 竹内 智朗, 流体工学部門講演会講演論文集, 2015, "1703, 1"-"1703-2", 2015年11月07日
    Wavy concentrations of mist flow are observed in a horizontal pipeline as Reynolds number falls into transition regime between laminar and turbulent states. We analyzed numerically the behavior of the mist using synthetic gas phase flow structure which models turbulent puffs, and succeeded in simulating the wavy passages., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J0510102 ツイストサボニウス風車後流における三次元流れの可視化
    大須賀 侑, 小林 寛尭, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2015, "J0510102, 1"-"J0510102-5", 2015年09月13日
    The use of Savonius type wind turbines is effective for wind from variable directions as a result of its omnidirectivity. In the past research, the wake structure of Savonius turbine has been researched for enhancing the performance. Also, it has been reported that interaction of flow among multiple Savonius turbines realized extra power generation in particular configurations. As a further advanced approach, twisted Savonius type wind turbines is now ongoing issue while being spread rapidly. However, aerodynamic characterization of the wake structure of a twisted Savonius turbines has not been established yet. The interaction of multiple twisted Savonius turbines by applying the near wake field is one of the possibilities of increasing efficiency. In this study, we focused on the vertical movement of blades of twisted Savonius turbines, and obtained the velocity vector fields on vertical cross section of the wake behind of a twisted Savonius turbine by particle tracking velocimetry (PTV) technique, and interpolated the vector fields by means of Laplace equation rearrangement (LER). As a result, it was revealed that the flow field have vertical component definitely, and flow field itself moves to flow direction with turbine rotating. In addition, vortex shedding was occurred in the vertical cross section wake structure., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J0510104 粘弾性流体中にける翼周りの流れと応力分布の可視化
    小林 寛尭, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, WINDHAB Erich, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2015, "J0510104, 1"-"J0510104-5", 2015年09月13日
    To understand the flow characteristics around a wing in viscoelastic fluids, velocity vector field of 0.50 wt% polyacrylamide (PAA) solution around a wing was obtained with particle image velocimetry (PIV). According to the velocity vector data, flow separation was vanished in lateral part of wing surface in PAA solution. To identify the mechanism of this phenomenon, streamline, shear rate, and shear strain was derived. And then first normal stress difference and shear stress were estimated by means of Kelvin-Voigt model and Lodge and Meissner formula. According to normal stress difference distribution, on the lateral part of upper surface of wing, first normal stress difference (Ni) was enhanced. First normal stress difference implies the stress balance between stress along streamline direction and stress along normal direction of streamline. Therefore, it fulfills important role in deformation such as stretching and compression. In case of positive Ni, flow element is stretched along streamline direction and compressed along normal direction of streamline. And rebound pressure against the deformation works in opposite direction of this deformation; compressing pressure in streamline direction and stretching pressure in normal direction of streamline. Thereby in this case, flow is suppressed to upper surface of wing by stretching pressure in vertical direction of streamline, which results in vanishment of flow separation., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • Diffusion behavior of oil mist in a horizontal pipe flow　　　　　　　　　　　　　　　
    T.Takeuchi, Y.Oishi, I.Kumagai, Y.Tasaka, Y.Murai, Proc. 9th International Symspoium on Measurement Techniques for Multiphase Flow, 165, 166, 2015年09月, ［査読有り］
    英語
  • Ultrasonic measurement of gas bubbles advecting under a ship bottom for investigating drag reduction performance　　　　　　　　　　　　　　　
    H-J. Park, Y.Oishi, Y.Tasaka, Y.Murai, Proc. ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference, 2015年07月, ［査読有り］
    英語
  • Color particle image velocimetry improved by decomposition of RGB distribution integrated in depth direction　　　　　　　　　　　　　　　
    Y.Murai, N.Yonezawa, Y.Oishi, Y.Tasaka, T.Yumoto, Proc. ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference, 2015年07月, ［査読有り］
    英語
  • Mechanisms of toroidal - spiral transitions in Taylor-Couette system with microbubble injection　　　　　　　　　　　　　　　
    B. van Ruymbeke, Y.Murai, Y.Tasaka, Y.Oishi, C.Gabullet, C.Colin, N.Latrache, T.Ozaki, Proc. 19th International Couette-Taylor Workshop at Cottbus-Senftenberg, 72, 73, 2015年07月, ［査読有り］
    英語
  • 都市ガスパイプラインにおける物質拡散と乱流遷移の計測(<特集>In-situ流体実験-やってみなくちゃわからない-)
    竹内 智朗, 田坂 裕司, Tomoaki TAKEUCHI, Yuji TASAKA, 東京ガス株式会社パイプライン技術センター, 北海道大学大学院工学研究院, Pipeline Technology Center Tokyo Gas Co. Ltd., Factory of Engineering Hokkaido University, ながれ : 日本流体力学会誌 = Journal of Japan Society of Fluid Mechanics, 34, 3, 233, 239, 2015年06月25日
    日本流体力学会, 日本語
  • 超音波流速分布計を用いた分散混相流体の複素粘度診断
    田坂裕司, 木村拓史, RAPBERGER Richard, 大石義彦, 村井祐一, 芳田泰基, 混相流シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 2015, ROMBUNNO.C142, 2015年
    日本語
  • Ultrasonic measurement of bubble motions in a wall boundary layer.　　　　　　　　　　　　　　　
    H-J.PARK, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y.MURAI, 2014 HU-SNU Symposium on Mechanical and Aerospace Engineering., 53, 2014年11月
    英語
  • 0215 水平チャネル内気泡流における単分散気泡のクラスター形成
    大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 峠 幸寛, 流体工学部門講演会講演論文集, 2014, "0215, 1"-"0215-2", 2014年10月25日
    Bubble cluster is naturally formed during the bubbles' advection in horizontal turbulent channel flows. The phenomenon cannot be mathematically modeled by the linear sum of bubble-liquid interaction, but it should be assessed with multi-scale modeling in densely dispersed bubbly flow. A series of original geometrical definitions have been proposed to characterize the bubble cluster behavior, such as statistical uniformity of spatial bubble arrangement and bubbles' radial distribution function. From the data analysis, we have found that bubble clustering remains potentially in any flow conditions including the case of large bubble-size deviation, 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0213 ジャイロミル型気泡発生装置に関する流れの可視化実験
    塚原 嵩博, 濱 紀子, 熊谷 一郎, 緒方 正幸, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2014, "0213, 1"-"0213-2", 2014年10月25日
    Aimed at reducing power consumption by subsurface aerator, a gyromill type bubble generator was developed based on bubble generating hydrofoils for ship drag reduction. This device utilizes the negative pressure region generated on the surface of the rotating hydrofoil, which enables the subsurface aeration without air compression. Small air bubbles with the diameter from sub-mm to mm order were released from an air outlet of the rotating hydrofoil. In this study, the bubble generation process and the performance of the bubble generator were investigated. In particular, the influence of rotating speed, water depth, and angle of attack on the bubble volume flow rate were reported., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0520 水平軸型風車と透過性円盤の遠方後流特性について
    田坂 裕司, 中島 平裕, 村井 祐一, 大石 義彦, 流体工学部門講演会講演論文集, 2014, "0520, 1"-"0520-2", 2014年10月25日
    We dealt with the wake of a permeable disk with different solidity as a simple model to investigate an essence of wake of a wind turbine. Velocity defect at the center of the streamwise cross section of the wake was measured at each downstream position by hot-wire anemometer to characterize the wake. Variations of the velocity defect obey power law in far wake regions and the variation of the corresponding index numbers with respect to the solidity has the local maximum. It suggests there is a regime change on the vortex structure. We also investigated the wake of a model of two-blade turbine. Here the variations of the velocity defect show different tendency in far wake regions., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0202 Multi-layer Color PIVによるミストの3次元分布計測法の開発
    米澤 紀男, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2014, "0202, 1"-"0202-2", 2014年10月25日
    In order to measure three-dimensional flows in large atmospheric space, we have developed a new PIV system based on Multi-layer Color PIV. This new system allows us to determine the six-layer three-dimensional velocity vector fields at a given frame rate just using a single camera view by color coded volumetric projection of light. In this paper, we developed the prototype system, and verified it by simulation of artificial 3D smoke. This system estimates the six-layer two components velocity field in three-dimensional vector field. As the result of verification, reconstructed layers and determined vectors have high correlation value with theoretic image and vector field, around the center of measurement volume. On the other hand, two problems were found. One is a fragility of pattern matching system for strong velocity gradient field. The other is increase of layer reconstruction error against low luminance pixels., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0205 気泡プルームによるダムの温度成層破壊における流動メカニズムの可視化
    村井 祐一, 北浦 秀和, 田坂 裕司, 城野 清治, 流体工学部門講演会講演論文集, 2014, "0205, 1"-"0205-2", 2014年10月25日
    Based on experimental findings in laboratory scale about the density destratification process by a bubble plume, a set of numerical simulations have been carried out. Eulerian-Lagrangian bubbly flow model equations are applied for the bubble plume to numerically replay the process in 2D and 3D geometries. Enhancement of the destratification by repetitive bubble injection (RBI) has been confirmed in 2D simulation, which is realized by wavy transport of density currents along horizontal density interfaces. The same effect in a real 3D geometry of a dam lake has been partly observed. However, complexity of the flow domain makes it obscure, implying farther study required to intensity the function of the RBI-based destratification., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J0540301 風車バードストライク防止に向けた野鳥の画像検出システムの構築([J054-03]再生可能エネルギー(3))
    横山 聡哉, 村井 祐一, 大石 義彦, 田坂 裕司, 武田 靖, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2014, "J0540301, 1"-"J0540301-4", 2014年09月07日
    As the number of wind turbines is increasing rapidly in the world, those pose a serious problem which rare birds impact turbine blades. It is getting more important to collect data for objective assessment of current birdstrike's problem. The authors try to offer optical base diagnosis system which detects flying birds in wind farms. The system composes of two units bird detection and bird species identification. In detection part, frame-differential method is applied to extract only birds from moving objects. In classification part, we estimate flapping frequency of birds from consecutive images so that the length scale of the bird can be estimated from aero-biological correlation. The present system allows a single-view monitoring to measure the distance of flying birds from the camera without employing stereoscopic photographing., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J0510202 スモークワイヤ法の多層配置化による三次元気流構造の可視化([J051-01]流れの高次元化可視化に向けて(2),流体工学部門)
    小林 寛尭, 小田 友郎, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2014, "J0510202, 1"-"J0510202-5", 2014年09月07日
    As a new technique for visualizing three-dimensional air flow fields, multi-layer coloring of smoke-wire technique is proposed. This method is composed of four processes. (1)The specific plane of the flow is illuminated by sheet light to detect z coordinate. (2)Sheet light is shifted in z direction to detect z coordinates of the other plane of the flow and this process is repeated for whole layer of z coordinates in the measurement area. (3)To express z coordinates, the recorded gray-scaled image is colored differently in each layer. (4)The colored images are integrated into one image. In this integrated colorful image, we can understand the three-dimensional structure of the flow by the position and the color of the smoke. By means of this technique, three-dimensional flow field around a twisted Savonius wind turbine was visualized. According to the visualized image, in the convex side of the blade, the separation of attached flow is suppressed and in the concave side of the blade, with the move of the flow to +z direction, the angle of outlet flow is increased. Thereby it was concluded that twisted Savonius wind turbine is inferior in the drag characteristics and superior in the lift characteristics. This result suggests that the twisted Savonius turbines have advantages in conditions of the higher tip speed ratio, where the lift force has priority., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J0510201 PTVを用いたラグランジュ圧力場の計測原理([J051-01]流れの高次元化可視化に向けて(2),流体工学部門)
    小田 友郎, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2014, "J0510201, 1"-"J0510201-5", 2014年09月07日
    Needs of pressure field measurement by combining experimental results obtained by PIV and governing equations are rapidly increasing. On the other hand, PTV is one of PIV techniques, whose advantages are Lagrangian particle tracking and higher measurement resolution than PIV. In this study, we proposed the new methodology to estimate pressure distribution by using irregularly-distributed pressure gradient data. The first computing step is to calculate numerical integration to obtain pressure on the grids from scattered data points. The second step is to interpolate pressure on the scattered points by using Shepard scheme. The pressure distribution is converged by iterating these two steps. We chose Taylor-Green vortex flow as a model flow to validate the computation results. The difference of boundary conditions caused the different converged pressure value, so that it is difficult to estimate pressure with high quantitative accuracy, but it is possible to discuss the relative pressure distribution qualitatively. In addition we researched the effects of grid space, the number of referenced data and wave number for computing results by using correlation coefficient. We indicated that this method is particularly available in case of low wave number flow with high resolution grid in spite of the number of referenced data., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • Deformation Characteristics of a Dispersing Element in an Oscillating Shear Flow　　　　　　　　　　　　　　　
    H.YAMAUCHI, P.DENISSENKO, Y.MURAI, Y.MIYAGISHIMA, I.KUMAGAI, Y.OISHI, Y.TASAKA, ASME 2014 4th JOINT US-EUROPEAN FLUIDS ENGINEERING DIVISION SUMMER MEETING, 2014年08月
    英語
  • Model-free rheometry based on unsteady velocity profile analysis　　　　　　　　　　　　　　　
    T.SHIRATORI, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y.MURAI, Y.TAKEDA, 9th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, 97, 100, 2014年08月, ［査読有り］
    英語
  • Viscoelastic response of flow driven by a moving permeable disk　　　　　　　　　　　　　　　
    T.NAKASHIMA, T.SHIRATORI, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y.MURAI, Y.TAKEDA, E.J.WINDHAB, 9th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, 69, 72, 2014年08月, ［査読有り］
    英語
  • Ultrasound detection of wall-travelling bubbles for diagnosis of drag reduction　　　　　　　　　　　　　　　
    H-J.PARK, H.KAYUKAWA, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y.MURAI, 9th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, 53, 56, 2014年08月, ［査読有り］
    英語
  • Bubble deformation responses in oscillatory shear at high dynamic capillary numbers　　　　　　　　　　　　　　　
    Y.MURAI, T.KIMURA, H.YAMAUCHI, Y.TASAKA, Y.OISHI, 16th International Symposium on Flow Visualization 2014 Okinawa, ISFV16-1037, 1, 13, 2014年06月, ［査読有り］
    英語
  • 0623 透過性円板の後流に現れる周期的変動について(OS6-5 噴流,後流およびはく離流れ現象の探求と先端的応用,OS6 噴流,後流およびはく離流れ現象の探求と先端的応用)
    中島 平裕, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2013, "0623, 01"-"0623-02", 2013年11月09日
    Wake flow behind a permeable disk is visualized, which phenomenologically simulates far-wake aerodynamic characteristics of a horizontal axis wind turbine. Smoke wire method and hot wire anemometer are used to evaluate periodic fluctuation of the flow in the region from 5 to 25 times the disk diameter downstream to the permeable disk. The experiment has shown that there causes a significant three-dimensional spiral-like vortical fluctuation that long persists downstream within the wake. Decrease in solidity of the permeable disk, thus, increase in aerodynamic permeability of the wind turbine, lowers Strouhal number for primary frequency of the velocity fluctuation and decreases the time averaged velocity and turbulence intensity of wake behind the disk., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0312 周期的気泡注入により持続されるボイド率変動(OS3-3 流れの抵抗低減,OS3 流れの抵抗低減)
    朴 〓珍, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2013, "0312, 01"-"0312-04", 2013年11月09日
    In the frictional drag reduction using bubbles, we proposed a periodic bubble injection technique to improve the performance and the new technique improved the performance 66% in Re 2200 at a horizontal channel flow. In this paper, the void fraction fluctuation in higher Reynolds number condition is investigated by visualization. The uncontrolled fluctuation of the void fraction fluctuation doesn't have any specific frequency, however the artificial fluctuation of void fraction maintain its frequency in streamwise. We indicate that it is possible to control density and shape of a swarm of bubbles by controlling the injection frequency and gas volume., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0202 気泡プルームによる広域密度成層の破壊(OS2-1 混相流の多次元可視化計測,OS2 混相流の多次元可視化計測)
    村井 祐一, 粥川 弘英, 北浦 秀和, 大石 義彦, 田坂 裕司, 城野 清治, 流体工学部門講演会講演論文集, 2013, "0202, 01"-"0202-02", 2013年11月09日
    Experimental and numerical flow visualizations on density destratification process provided by a bubble plume in horizontally long environment are presented. The experiment has shown that the initial density stratification can be broken broadly by creation of intermediate density layer inside turbulent bubble plume since the intermediate layer naturally induce density current in the horizontal direction. The process has been simulated in a 2-D rectangular tank, which further revealed that oscillation of bubble plume promoted the current. 3-D simulation applied for a dam has shown activation of destratification by the intermediate density layer regardless of geometry of the dam., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0201 振動せん断流れにおける液滴の大変形特性(OS2-1 混相流の多次元可視化計測,OS2 混相流の多次元可視化計測)
    山内 秀明, 宮城島 圭人, 熊谷 一郎, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2013, "0201, 01"-"0201-02", 2013年11月09日
    The aim of this study is to clarify the large deformation characteristics of a droplet in oscillating shear flow. Oscillating shear flow is generated between parallel plates which move opposite directions with sinusoidal waveform with motor sliders. A droplet is set between two plates and it receives shear stress from the plates. A deformed droplet is illuminated by green-laser sheet light and its shape is recorded by a high-speed video camera. The experimental results show that time variations of deformation parameter D have viscoelastic response to strain. Phase advance of maximum deformation parameter to strain θ_ was described as a function of maximum capillary number Ca_., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0214 超音波流速分布計を用いた水平チャネル内気液二相乱流のモニタリング(OS2-3 混相流の多次元可視化計測,OS2 混相流の多次元可視化計測)
    粥川 弘英, 朴 〓珍, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2013, "0214, 01"-"0214-02", 2013年11月09日
    In the frictional drag reduction by using bubbles, fluctuations of void fraction take an important role to enhance the effect. We have investigated the mechanisms on formation of bubble clusters that provide the large fluctuation. The objective of this study is establishing a new measurement system of passing interval of bubbles with ultrasonic wave in order to find out the property of void fluctuation. We conducted synchronous measurement of ultrasonic pulse emission and video camera recording of bubble images in a horizontal bubbly channel flow. The present technique provided reasonable results on the passing interval in comparison with the estimates from the images. Probability distributions of the passing bubbles obtained at three different points in the downstream represent influence of bubble coalescence., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0215 船舶抵抗低減のための翼型気泡発生装置の最適化(OS2-3 混相流の多次元可視化計測,OS2 混相流の多次元可視化計測)
    熊谷 一郎, 酒巻 春輝, 尾崎 翼, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2013, "0215, 01"-"0215-02", 2013年11月09日
    In order to reduce the energy necessary for supplying air bubbles for ship drag reduction, we propose two types of devices for bubble generators using hydrofoils. One is the winged air induction pipe (WAIP), which has an angled hydrofoil with an air introducer, utilizes the low-pressure region produced above the hydrofoil as the ship moves forward, which drives atmospheric air into water. Another type of bubble generator is the device that consists of hydrofoils with air holes provided on their surface. Small bubbles are generated from the air holes when the hydrofoil moves to create low pressure region around the air hole. In this presentation we describe the principles of bubble generation processes based on a simple fluid dynamic theory and on towing tank experiments. We also report the optimization of the hydrofoil bubble generators using flaps., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • Effective Viscosity of Bubbly Liquid Accompanied by Non-Equilibrium Bubble Deformations　　　　　　　　　　　　　　　
    T.KIMURA, T.SHIRATORI, Y.OISHI, I.KUMAGAI, Y.TASAKA, YMURAI, The 12th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization (FLCOME2013), OS8-03-1, USB, 2013年11月, ［査読有り］
    英語
  • Characterization of Viscoelasticity from Complex Flows with Shear and Extension　　　　　　　　　　　　　　　
    T.SHIRATORI, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y. MURAI, The 12th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization (FLCOME2013), OS8-04-2, USB, 2013年11月, ［査読有り］
    英語
  • 1064 SIMULTANEOUS MEASUREMENTS OF VELOCITY AND TEMPERATURE FIELDS MODIFIED BY A THERMAL BLOB INJECTING INTO A LIQUID METAL LAYER
    Yuji Tasaka, Kazuto Igaki, Ichiro Kumagai, Yuichi Murai, Jets, wakes and separated flows : proceedings of International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows, ICJWSF, 2013, 4, "1064, 1"-"1064-5", 2013年09月16日
    A novel technique to measure temperature and velocity fields in liquid metal layer was proposed to understand localized fluid motions accompanied by heat transfer. A thin fluid layer of liquid gallium was adopted to simplify the fluid motion, and a sheet of thermo-chromic liquid crystal paint and ultrasonic velocity profiling provided visualization of temperature and velocity fields. Flows due to injection of small blobs of liquid gallium into the liquid gallium layer were investigated to demonstrate and evaluate the measurement technique and the setup., 一般社団法人日本機械学会, 英語
  • J054012 PIVを用いた風洞モデル垂直軸風車の後流構造計測(〔J054-01〕流れの高次元化可視化に向けて(1))
    小田 友郎, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2013, "J054012, 1"-"J054012-5", 2013年09月08日
    Vertical-axis wind turbines (VAWTs) have been attracting attention in recent years because of omnidirectivity. Namely they can start to rotate by wind from all directions. Moreover it has been reported that interactive flow field of two VAWTs increases the total output power. However an arrangement of two VAWTs loses omnidirectivity that is the great advantage of a VAWT. In order to reduce the disadvantage, we focused on controlling wake of a VAWT by modifying its blade setting angle. We made some small turbine models which have different blade setting angle (θ= 0,3,6 and 9), and conducted a visualization experiment in wind tunnel. After that velocity distribution was calculated by particle image velocimetry (PIV). As a result it was clarified that in the case of θ=6 and 9°, velocity defect area was reduced. This result indicates that it is possible to install VAWTs in further close proximity. Moreover it was revealed that in the case of θ= 0 and 3°, vortex shedding occurred at the forward blade, but in case of θ=6 and 9°, it did not. In this experiment we conclude that change of wake structure by modification of blade setting angle spreads variations of arrangements without performance degradation of the turbine which is installed in downstream., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J054021 回転場に生ずる流れのオフアキシス計測による空間構造復元(〔J054-02〕流れの高次元化可視化に向けて(2))
    村井 祐一, 白鳥 貴久, 田坂 裕司, ラスカンプヨップ, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2013, "J054021, 1"-"J054021-5", 2013年09月08日
    Measurement of velocity distribution in flows requires multi-dimensional setup when the flow behaves on fully three-dimensional and unsteady manner. Experimentalists, therefore, often need an effort to acquire the quantitative flow field information with limited instrumentation that only measure flow velocity in partial dimension or restricted components. UVP (ultrasound velocity profiling technique) and PIV (particle image velocimetry) are categorized to 1C-1D and 2C-2D velocity measurement as their first principle while extension of the system for upper dimensional measurement is ongoing for the both cases. In this study, the methodology of the application of UVP and PIV to three-dimensional flow field without any introduction of additional hardware system is presented, and demonstrated with several representative flow fields which show unique features of rotating fluid mechanics. The method is commonly based on off-axis measurement of flow field, which allows 3-D flow field to be scanned by relative frame rotation between the velocity profiling line and the rotating flow structure., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J057015 系の不完全性が自由界面回転流れの乱流遷移に及ぼす影響について(〔J057-01〕乱流における運動量、熱、物質の輸送現象(1))
    田坂 裕司, 飯間 信, 川原田 茜, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2013, "J057015, 1"-"J057015-5", 2013年09月08日
    Rotating flows in a cylindrical open vessel show dynamic surface deformations between an axisymmetric and a non-axisymmetric shape accompanied by laminar-turbulent transitions of the global flow structure. Appearance of the dynamic surface deformation, termed surface switching in series of our papers, depends on the apparatus and a more precise system has a tendency to reduce frequency of appearance of the surface switching. The aim of this study is to clarify influences of imperfections of the flow system on the flow transition. We prepared three disks having different gap size against the cylinder wall and an elliptic disk for the rotor with expecting difference on noise generation in the flow system. As our expectation the disk with wider gap increases the appearance of surface switching. And a statistical analysis on the corresponding surface height variation suggests that the surface switching is a random event due to gap flow noise. Using the elliptic disk enhances the flow instability for axi-symmetry breaking on the free surface and leads toward the surface switching. But after the switching occurs, the disk affects to stabilize the surface motion., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • A124 垂直軸型風車の水平配列干渉に関する風洞モデル実験(OS2 再生可能エネルギー(1))
    村井 祐一, 小田 友郎, 大石 義彦, 田坂 裕司, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2013, 18, 29, 30, 2013年06月19日
    As for fundamental understanding of densely arranged vertical axis wind turbines expected in future, wind tunnel model experiments are carried out to find out the aerodynamic interaction between two wind turbines With PIV measurement of time-dependent flow field, the interaction mechanism is deduced, which is classified into near-field interaction due to pressure-field coupling, and far-field interaction due to mean velocity distribution Savonius and Darrieus turbines are compared, and we have found different interaction mechanism between them Savonius turbine, which rotates at tip-speed ration less than unity, produces a dynamic pressure fluctuation to enhance the near-field interaction In contrast, two Darrieus turbines interact with shear layer released by rotating blade at high tip-speed ratio, 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • F113 船舶抵抗低減のための気泡導入に関する水中翼性能の向上について(OS11 温暖化対策とCO_2削減技術(2))
    熊谷 一郎, 酒巻 春輝, 田坂 裕司, 大石 義彦, 村井 祐一, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2013, 18, 187, 188, 2013年06月19日
    We have investigated flow behaviour around a moving hydrofoil beneath an air-water interface in order to optimize the hydrofoil facility of bubble generation for drag reduction of ship. Experimental results of flow visualization show that the deformation characteristics of the air-water interface depend on the occurrence of the flow separation over the hydrofoil. The attachment of the flaps to the hydrofoils causes significant deformation of the air-water interface in the downstream, which induces wave breaking and results effective bubble generation. On the other hand, we could not observe the effective bubble generation by the vortex generators because the magnitude of the free surface deformation becomes small due to turbulent flow., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • UVPを用いた非ニュートン流体流れの可視化と物性計測 (第41回可視化情報シンポジウム講演論文集) -- (オーガナイズドセッション 超音波を用いた流体計測Ⅰ)
    白鳥 貴久, 大石 義彦, 田坂 裕司, 可視化情報学会誌 = ournal of the Visualization Society of Japan, 33, 1, 411, 414, 2013年
    可視化情報学会, 日本語
  • 0505 振動クエット流れにおける液滴の非平衡変形(OS5 混相流の多次元可視化計測,オーガナイズドセッション)
    宮城島 圭人, Denisenco Petr, 熊谷 一郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2012, 215, 216, 2012年11月16日
    Non-equilibrium deformation of a droplet in an oscillatory shear flow was investigated. Two plates which are set parallel to each other are moved as opposite phase oscillation to make the shear flow. The flow behavior was visualized by High Speed Video-camera with laser light sheet. Silicone oil of 10,000 cSt and Glycerin aqueous solution are used as continuous phase and dispersed phase respectively. We measured the deformation parameters such as D and diot flow direction of a droplet and have compared the non-equilibrium deformation response with the equilibrium one to obtain the relationship between the deformation of a droplet and the transient shear flow., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0509 水面下の水平移動物体に関する実験CFDハイブリッド解析(OS5 混相流の多次元可視化計測,オーガナイズドセッション)
    村井 祐一, 熊谷 一郎, 田坂 裕司, 大石 義彦, 大薮 剛志, 流体工学部門講演会講演論文集, 2012, 223, 224, 2012年11月16日
    Flow induced by a moving object beneath free surface is investigated by means of EFD-CFD hybrid analysis. Free surface profiles from experimental images are coupled with 2-D Navier-Stokes simulation in order to obtain the internal liquid flow structure that takes place during two-way interaction between free surface motion and the wake structure of the objects. Targeting of two types of objects, a circular cylinder and an elliptic hydrofoil, their drag and lift coefficients being modified by the presence of free surface have been estimated and discussed., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0504 ゲル粒子層を流れるブルームが作る非線形のリズム(OS5 混相流の多次元可視化計測,オーガナイズドセッション)
    熊谷 一郎, 村井 祐一, 田坂 裕司, 渡村 友昭, 栗田 敬, 流体工学部門講演会講演論文集, 2012, 213, 214, 2012年11月16日
    We have conducted laboratory experiments on spatio-temporal evolution of laminar plumes in a deformable gel beads layer. A thin experimental tank is filled with the mixture of deformable gei beads and a sugar syrup solution as the interstitial fluid. The buoyant plumes are generated by injection of a viscous fluid from a thin slit. When we injected a buoyant fluid, a gravitational instability like Rayleigh-Taylor instability occurs; Then the flow is localized and buoyant plumes are generated. The plume flow is relatively continuous at the source region, however, flow instability occurs along the plume axis and the pulsating flow is developed., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0508 水平チャネル内流れにおける摩擦低減条件での気泡群の挙動(OS5 混相流の多次元可視化計測,オーガナイズドセッション)
    大石 義彦, 峠 幸寛, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2012, 221, 222, 2012年11月16日
    Experimental investigation on drag reduction by air bubble injection is carried out to elucidate the influence of bubble clustering in a horizontal rectangular channel. Silicone oil is used as working fluid so that experimental uncertainty due to contamination is removed particular for the clustering phenomenon. Bubbles formed chained arrangement in the streamwise direction on laminar flow states, and disperse isotropically on turbulent states. Such a bubble clustering behavior is analyzed quantitatively with image processing to obtain probability distribution of the nearest bubbles., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0516 水平円管内の固気二相流における乱流飛散粒子の統計的挙動(OS5 混相流の多次元可視化計測,オーガナイズドセッション)
    竹内 智朗, 鳥海 良一, 田坂 裕司, 熊谷 一郎, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2012, 237, 238, 2012年11月16日
    The statistical measurement of particles behavior in horizontal cylindrical pipe has been conducted by means of PTV technique. The results suggest that with increasing the gas velocity the behavior of particles shifts from creep or short range saltation to long range saltation or continuous suspension. It is also indicated that the force acting on the particles in boundary layer plays an important role to determine the flow regime of particles., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 305 境界層中におけるマイクロバブルの挙動の可視化(流体工学I)
    大石 義彦, 村井 祐一, 田坂 裕司, 北海道支部講演会講演概要集, 2012, 51, 85, 86, 2012年10月20日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 312 微小気泡による抵抗低減船の潮流影響シミュレーション(流体工学III)
    村井 祐一, 田坂 祐司, 大石 義彦, 高橋 義明, 北海道支部講演会講演概要集, 2012, 51, 97, 98, 2012年10月20日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 311 旋回翼を用いた揚力型気泡発生装置に関する実験的研究(流体工学III)
    佐藤 慧弥, 熊谷 一郎, 大石 義彦, 田坂 祐司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2012, 51, 95, 96, 2012年10月20日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J055022 単一カメラによる気流の広領域三次元速度場計測を実現するPlVシステム
    湯本 健明, 渡村 友昭, 田坂 裕司, 熊谷 一郎, 村井 祐一, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2012, "J055022, 1"-"J055022-5", 2012年09月09日
    3-D PIV applying tomographic reconstruction technique of smoke concentration pattern in a 3-D measurement volume has adopted for large scale airflows. The measurement system is composed of a liquid-crystal display projector for the color-coded volumetric illumination and a single camera for capturing RGB color intensity components of misty tracers. The 3-D tracer concentration pattern is obtained from the RGB color intensity components. In this paper, we applied Color PIV to large measurement volume in airflows. Measurement volume is unrestricted by the spatial resolution of a camera because smoke concentration profiles are used for reconstruction. For the application of this technique, flow fields of elliptical vortex ring and wake of a delta wing were measured. Flow fields reconstructed by our technique were appropriately measured even if flow patterns were quite different in each layer., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 309 自由界面と円柱から放出される渦との干渉に関するラグラジアンフレームPTV解析(流体工学I)
    大薮 剛志, 熊谷 一郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2011, 50, 95, 96, 2011年10月01日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 311 バードストライク対策のための画像処理による鳥検知と鳥種判別(流体工学I)
    武島 幸太郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2011, 50, 99, 100, 2011年10月01日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 310 気流三次元計測用カラーPIVにおける三次元煙濃度分布の再構成(流体工学I)
    湯本 健明, 渡村 友昭, 田坂 裕司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2011, 50, 97, 98, 2011年10月01日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 316 水平軸プロペラ風車の後流速度変動と低周波数騒音との関連性評価(流体工学II)
    中島 平裕, 武島 幸太郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2011, 50, 109, 110, 2011年10月01日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 314 流れ場解析による粘弾性流体のレオロジー評価(流体工学II)
    白鳥 貴久, 熊谷 一郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2011, 50, 105, 106, 2011年10月01日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • J055015 トロコイドギヤによる非ニュートン流体のポンピング機構の可視化([J05501]混相流の多次元ビジュアリゼーション〜流動場の光・電磁場・超音波センシング〜)
    相川 祐輝, 白鳥 貴久, 田坂 裕司, 村井 祐一, 宮城 直樹, 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan, 2011, "J055015, 1"-"J055015-5", 2011年09月11日
    Flow inside a Trochoid gear pump for microbubble fluids is visualized using Kalliroscope flakes to grasp the effect of adding microbubbles on the flow structure. Upon taking phase-statistics for the time serial images, average brightness and standard deviation varying with Reynolds number are obtained. At Re = 2000, the turbulence occurs due to jets of counter flow in enclosed unit. The turbulence is, however, alleviated by the addition of microbubbles: turbulent component is weakened by adding microbubbles. Critical Reynolds number for turbulent flow transition is increased by adding microbubbles. It indicates that the pump volume efficiency may be improved by keeping the laminar flow state in the enclosed unit even at higher Reynolds numbers than in single phase conditions., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • H102 船舶のCO_2排出削減へ向けた翼型気泡発生装置の最適化(OS11 温暖化対策とCO_2削減技術)
    熊谷 一郎, 大薮 剛志, 櫛田 崇文, 村井 祐一, 田坂 裕司, 高橋 義明, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2011, 16, 191, 192, 2011年06月22日
    We have invented a new power-saving device for ship drag reduction by microbubbles in order to reduce the CO_2 emissions from ships. The new device, which consists of angled hydrofoils with air introducers, has been installed on a coaster and 〜10% net power saving is achieved. This device utilizes a low-pressure region produced above the hydrofoil as the ship moves forward, which drives the atmospheric air into the water. Here we present its principal and optimization of the device based on laboratory experiments on hydrofoils moving beneath a free surface. Especially, the flow behaviors of the entrainment through the interface and bubble formation process are discussed., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • D203 円筒要素によるダリウス風車の迎角制御(OS2 再生可能エネルギー(垂直軸風車の技術))
    武島 幸太郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2011, 16, 347, 350, 2011年06月22日
    Since Darrieus turbine is omnidirectional against the wind, it has a great essential advantage in turbulent wind environment. However, the disadvantage is known on the starting up in low velocity conditions of the wind, compared with Propeller turbines. In this study, a new technique to improve the efficiency is proposed by providing a large internal cylinder rotating together with the blades, which can control the angle of attack of the blades. The influence of cylindrical diameter on the blade performance is evaluated from the wake of the turbine. The flow field around the blades is measured by Particle Image Velocimetry. Moreover, the change of angle of attack and lift coefficient are calculated from the measured relative velocity vector field. As a result, the change of angle of attack and lift coefficient are improved in a limited range of rotating angle., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • D206 垂直軸風車まわりに形成される定在的な風速変動場と低周波騒音(OS2 再生可能エネルギー(垂直軸風車の技術))
    村井 祐一, 田中 大樹, 繁富 啓嗣, 武島 幸太郎, 田坂 裕司, シン ウエン, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2011, 16, 355, 358, 2011年06月22日
    Flow noise of wind turbines is already on serious stage that starts to restrict the spread of wind power generation. For vertical axis wind turbines for urban area, the noise-causing mechanism is more important to be clarified because of near-distance impact to people. We measured flow fields around several models of blades using particle image velocimetry and hot wire velocimetry in order to evaluate the type and the source of flow noise in the case of vertical axis wind turbines., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 302 二次元マイクロバブルプルームの時空間発展について(流体工学/交通・物流)
    宮城島 圭人, 渡村 友昭, 田坂 裕司, 村井 祐一, 北海道支部講演会講演概要集, 2010, 49, 53, 54, 2010年11月07日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 407 超音波流速計測法を用いたオープンチャネル流れの水位検出(流体工学/機素潤滑設計)
    桜井 康介, 田坂 裕司, 村井 祐一, シュミット フィリップ, フィッシャー ステファン, パラレ アン, 北海道支部講演会講演概要集, 2010, 49, 91, 92, 2010年11月07日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0124 非定常旋回する翼の空力特性(OS1-5 噴流,後流および剥離流れ現象の解明と制御,オーガナイズドセッション)
    田中 大樹, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2010, 53, 54, 2010年10月29日
    A blade which has fluctuating pitch angle influences on the air field around itself. The purpose of this study is to investigate unsteady aerodynamics which acts on a turning plate by Particle Image Velocimetry (PIV). This technique makes us possible to access the flow field around the fluctuating pitch angle of the blade. Comparison of the flow fields between a turning flat plate and non-turning flat plate indicates drastic differences even in the same attack angle; i.e. flow direction, appearance of the flow separation, width of the wake and so on. Phase averaged velocity distribution in a range of the angle shows periodic generation of vortex., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 0905 自由界面下を運動する円柱から放出される渦 : Strouhal数の水深依存性(OS9-1 混相流の多次元可視化計測,オーガナイズドセッション)
    大薮 剛志, 熊谷 一郎, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2010, 243, 244, 2010年10月29日
    We have conducted laboratory experiments on the flow past a circular cylinder moving beneath an air-water interface. The vortex street and the free surface profile are visualized for Reynolds number between 200 and 15,000 and for Froude number between 0.01 and 3.2. At large Reynolds number (> 10,000), the surface deformation becomes substantial in the downstream of the cylinder and bubble injection is observed. The Strouhal-Reynolds number relationship with gap ratio between 0.25 and 2.0 which shows the period of the vortex shedding becomes long when the gap ratio is small., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • G310 回転場における平板衝突渦輪の挙動(GS3-2 回転を伴う流れ2,一般セッション)
    南部 優一, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2010, 571, 572, 2010年10月29日
    Vortex ring impacting a solid boundary in a rotating fluid has been visualized by dye to know the effect of rotation to its circumferential instability. Decrease in centerline ejection velocity has been observed due to the existence of background rotation. However, the number of waves of vortex ring in rotating fluid which are generated when it impacts a solid wall was almost same as that of without any background rotation. This result shows the number of waves of vortex ring which can be estimated by the initial condition is reproduced when it impacts a solid boundary even though the effect of rotation exists in the flow., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1901 自由界面の変形を伴う回転流れの超音波計測(OS19-1 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    田坂 裕司, 村井 祐一, 飯間 信, 流体工学部門講演会講演論文集, 2010, 521, 522, 2010年10月29日
    We investigate a surface shape and a flow field around the surface in the temporally irregular surface switching of rotating fluids to clarify the mechanism of the phenomenon. Interface detection and estimation of two-dimensional velocity field from spatio-temporal velocity distributions successfully represent an elliptic surface shape and flow mixing due to the rotating surface., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1605 落下球体周りの粘弾性流体の流れ場計測(OS16-1 非ニュートン流体の流動現象,オーガナイズドセッション)
    白鳥 貴久, 田坂 裕司, 村井 祐一, 流体工学部門講演会講演論文集, 2010, 465, 466, 2010年10月29日
    Velocity vector field of 1.0 wt% polyacrylamide (PAA) solution around a falling sphere was obtained with particle image velocimetry (PIV). Paths of fluid particles were calculated according to the obtained velocity field. Particles near the falling sphere are driven to downward at first. After that the particles come back to almost initial position while forming negative wake. Vibrations of the particles were observed before the particles settle terminal position. The amplitude, center and frequency of the vibration depend on the distance between the fluid particle and the path of the sphere., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 超音波流速分布計による流動モニタリング技術の新展開
    武田 靖, 田坂 裕司, 村井 祐一, 化学工学 = Chemical engineering, 74, 8, 381, 384, 2010年08月05日
    化学工学会, 日本語
  • A101 ベルシェープ型サボニウス-ダリウス複合小型風力発電装置の開発(OS2 再生可能エネルギー・マイクログリッド),動力エネルギーシステム部門20周年,次の20年への新展開)
    大浅 浩一, 相馬 定廣, 田坂 裕司, 村井 祐一, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2010, 15, 1, 2, 2010年06月20日
    Interaction between Savonius turbine and Darrius turbine as they rotate coaxially in uniform inflow is investigated experimentally. When they are arranged closely with the tip-radius ratio of 2.5, Darrius-to-Savonius interaction is examined by measuring the change of rotational speed relative to isolated Savonius turbine in uniform flow. Its inverse, i.e. Savonius-to-Darrius interaction, is evaluated by lift force of the blade subjected to flow around Savonius turbine measured by PIV. The results have shown that the Savonius-to-Darrius interaction provides improvement of Darrius turbine performance at middle range of tip-speed ratio. Therefore, hybridization of these two turbines is concluded to be suitable not only in artistic designing for realizing compact design, but also in the aspect of fluid dynamics., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • ボイド率のパッシブおよびアクティブな変動による乱流摩擦抵抗低減の促進(流れの制御(1),一般講演)
    村井 祐一, 田坂 裕司, 日本流体力学会年会講演論文集, 2010, 159, 159, 2010年
    We have found a significant promotion of turbulent frictional drag reduction when the void fraction of bubbles injected into the boundary layer involves temporal fluctuation. The fluctuation is induced naturally when the two-phase shear flow develops spatially in the streamwise direction. By providing the fluctuation artificially with repetitive bubble injection (RBI-technique), we have succeeded in expanding the drag reducible range regarding mean void fraction. The experimental facts demonstrating the fluctuation's effect and simplified mathematical description are reported here., 日本流体力学会, 日本語
  • テイラーコラム3次元構造のPIV計測(流体計測・実験法,一般講演)
    南部 優一, 田坂 裕司, 村井 祐一, Vlaskamp J. H. A., Thomas P. J., 日本流体力学会年会講演論文集, 2010, 170, 170, 2010年
    Off axis PIV approach has been introduced to obtain 3 dimension 3 component velocity vector field of Taylor column. This method makes it possible to reconstruct vector field by a single camera setting because its PIV measurement plane surface is slightly offset toward rotating axis. This approach was applied to Taylor Column which has circumferential instability. The fully reconstructed vector field shows the structure of Taylor column twist around the rotating axis as the distance from the disk increase., 日本流体力学会, 日本語
  • 自由界面との相互干渉によって生じる円柱後流の渦列と間欠的な気泡ジェット(境界層・せん断流・遷移(1),一般講演)
    熊谷 一郎, 大薮 剛志, 田坂 裕司, 村井 祐一, 日本流体力学会年会講演論文集, 2010, 17, 17, 2010年
    We have conducted laboratory experiments on the flow past a circular cylinder moving at a constant speed U_0 beneath an air-water interface. The vortex street and the free surface profile are visualized for Reynolds number (Re=Ud/v) between 200 and 15,000 and for Froude number (Fr_h=U_0/(hg)^<1/2>) between 0.01 and 3.2 (d and h are the diameter of the cylinder and the distance between the top of the cylinder and the undisturbed water surface, respectively). At large Reynolds numbers (>10^4), the surface deformation becomes substantial in the downstream of the cylinder and intermittent bubble injection by a jet-like flow is observed. We have also investigated variation of the Strouhal-Reynolds number relationship with gap ratio (a=h/d) between 0.25 and 2.0, which shows the period of the vortex shedding becomes long when the gap ratio is small., 日本流体力学会, 日本語
  • 回転流体自由界面の不規則スイッチングにおける底面-側壁ギャップの影響　　　　　　　　　　　　　　　
    田坂 裕司, 飯間 信, 佐藤 讓, 日本流体力学会年会2010拡張要旨集, 2010年
    日本語
  • 回転流体系実験時系列からのランダム力学系の抽出
    佐藤 讓, 飯間 信, 田坂 裕司, 第59回理論応用力学講演会講演論文集, 145, 146, 2010年
  • 回転流体における自由表面の遷移動力学の解析
    飯間 信, 飯島 悠宇, 佐藤 讓, 田坂 裕司, 第59回理論応用力学講演会講演論文集, 143, 144, 2010年
  • 215 全方位ミラーカメラによるCT可視化手法の提案(流体工学IV)
    田中 大樹, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2009, 48, 63, 64, 2009年11月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 216 テイラーコラム周方向構造のPIV計測(流体工学IV)
    南部 優一, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, VLASKAMP Jozef, THOMAS Peter J., 北海道支部講演会講演概要集, 2009, 48, 65, 66, 2009年11月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 214 粘弾性流体の円管内振動流における超音波計測(流体工学IV)
    大山 和弥, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2009, 48, 61, 62, 2009年11月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 212 水平配列時のサボニウス風車の相互干渉流れ(流体工学III)
    繁富 啓詞, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2009, 48, 57, 58, 2009年11月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 203 気液界面直下の曳航柱状物体からの渦放出 : 界面変形と気泡生成に関する物体形状の影響について(流体工学I)
    中村 直哉, 熊谷 一郎, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2009, 48, 39, 40, 2009年11月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 204 テイラー・クエット流れにおけるマイクロバブルの影響(流体工学I)
    渡村 友昭, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2009, 48, 41, 42, 2009年11月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1401 気泡変形による分散気泡流れの実効粘度変化(OS14-1 分散系混相流のダイナミクス,オーガナイズドセッション)
    桜井 康介, 大山 和弥, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2009, 427, 428, 2009年11月06日
    In order to obtain effective viscosity in bubbly liquid, which changes with transient bubble deformation, spatio-temporal velocity distributions of transient shear flows in a rotating cylinder is measured by using Ultrasonic Velocity Profiling (UVP) synchronizing of bubble deformation measurement. For Silicone oil of 1000 cSt as a test liquid, velocity distribution during spinning up has been found to be different from the liquid without bubbles. We have compared the circumferential acceleration of liquid with time serial images of bubble deformation to reach the conclusion that the maximal stretched bubbles the strongest drive the shear flow contrastively to the conventional equilibrium deformation theory of effective viscosity., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1804 UVPを用いたバッフル周りの流れの実験的研究(OS18-1 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    Jamshidnia Hamidreza, Tasaka Yuji, Murai Yuichi, Takeda Yasushi, 流体工学部門講演会講演論文集, 2009, 523, 524, 2009年11月06日
    Effect of an intermediate standing baffle on the flow structure in a rectangular open channel has been studied by using Ultrasonic Doppler Velocimetry (UVP). Distributions of time-averaged on-axis velocity profiles at different streamwise positions indicate the flow structure of the uprising flow at the upstream of baffle and specifically vortex shedding at the downstream of the baffle. Importantly, comparison of space-dependent power spectra of upstream and downstream sections of the baffle indicates the existence of some peak structures near the baffle's edge for downstream sections which are corresponding to the periodic nature of flow concentrated mainly near the baffle's edge in the spatio-temporal velocity distribution. Such peak structures could not be observed for the upstream sections. For downstream sections mainly the existence of peak values in the space distribution of two frequency modes near the baffle's edge could be confirmed which can be attributed to the vortex shedding., 一般社団法人日本機械学会, 英語
  • 1802 超音波を用いた回転自由界面流れの流動場計測(OS18-1 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 飯間 信, 流体工学部門講演会講演論文集, 2009, 519, 520, 2009年11月06日
    Temporally irregular switching of rotating free surface is investigated by means of ultrasonic velocity profiling, UVP. Two methods, Doppler method and echo method, are complementarily used to detect position of the free surface together with spatio-temporal velocity distribution. Horizontal cross section of the free surface shape is estimated from the obtained interface variation., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 船舶抵抗低減のための気泡導入装置に関する研究 : 曳航円柱による気液界面の変形と気泡生成に関する可視化実験
    熊谷 一郎, 中村 直哉, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl. = Journal of the Visualization Society of Japan, 29, 2, 9, 10, 2009年10月15日
    日本語
  • D101 船舶抵抗低減のための翼型気泡発生装置に関する研究(OS10 混相流動)
    村井 祐一, 熊谷 一郎, 田坂 裕司, 武田 靖, 高橋 義明, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2009, 14, 95, 96, 2009年06月28日
    Installation of hydrofoils to ship wetted surface enables bubble generation to be realized with power consumption much lower than conventional bubble generators. With help of this principle, net effect of frictional drag reduction for ships can be improved. We have already obtained around 10% net power-saving efficiency for a cargo ferry throughout about a half year. The power-saving has a large potential to be improved more by considering multiphase fluid dynamics in terms of the hydrofoil-water-air triple interaction. In this paper, the basic principle of the bubble generation and the trial parametric studies implemented by numerical and experimental visualizations are reported., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • A116 水平配列時のサボニウス風車の相互干渉(垂直軸方向風車の展開・改善・普及,OS2 自然エネルギー)
    繁富 啓詞, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2009, 14, 45, 46, 2009年06月28日
    Experiments were conducted to explore the effects of the mutual interaction between two widely spaced Savonius rotors within a wind tunnel. The number of revolution was investigated for two different velocity and conditions, being under small friction and high friction with revolution control. The optimum set of the parameter was found to be u= 4.0 m/s, (x, y) = (2.0D, 0.5D) with two rotors rotating in the same direction under small friction, and the number of revolution of them became 9.1% larger than that of the single rotor. In contrast, increase of revolution was not observed with u= 5.0 m/s under the condition of revolution control and high friction. This result shows that the mutual interference of two Savonius rotors depends on the relation between wake structure and tip speed ratio., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • マンチェスター大学での9ヶ月
    田坂 裕司, 混相流 = Japanese journal of multiphase flow, 23, 1, 88, 90, 2009年03月15日
    日本混相流学会, 日本語
  • 船底における気泡を含む乱流境界層の超音波ドップラー計測
    村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 太田 翔子, 繁富 啓詞, 日夏 宗彦, 混相流 = Japanese journal of multiphase flow, 23, 1, 21, 28, 2009年03月15日
    日本混相流学会, 日本語
  • 回転自由界面の不規則スイッチング現象における表面張力の影響(安定性・乱流 境界層・せん断流・遷移(1),一般講演)
    田坂 裕司, 飯間 信, 日本流体力学会年会講演論文集, 2009, 153, 153, 2009年
    This study aims to clarify the influence of surface tension of the fluids on irregular surface switching, which is a temporally irregular change of the free surface shapes in rotating fluids. 1 cSt Silicone oil, whose kinematic viscosity is almost same with water and surface tension is roughly one forth of that, is used as the test fluid to highlight the influence of the surface tension. The surface of the rotating oil shows sloshing ahead of the surface switching instead of the intermittent deformation of the surface shape which was observed in water., 日本流体力学会, 日本語
  • 超音波ドップラーによる2次元速度場スキャナーの開発
    太田 翔子, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl. = Journal of the Visualization Society of Japan, 28, 2, 95, 96, 2008年09月15日
    日本語
  • 微小気泡を含む回転二重円筒内流れの渦構造と抵抗低減
    吉田 功治, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl. = Journal of the Visualization Society of Japan, 28, 2, 13, 14, 2008年09月15日
    日本語
  • カラー・ストライプ光による内部発熱対流のPIV計測
    高橋 潤平, 矢野 可南子, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 柳澤 孝寿, 山岸 保子, 可視化情報学会誌. Suppl. = Journal of the Visualization Society of Japan, 28, 2, 59, 60, 2008年09月15日
    日本語
  • Frictional Drag Reduction Promoted by Intermittent Bubble Injection　　　　　　　　　　　　　　　
    H.-J. PARK, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y.MURAI, Y.TAKEDA, European Drag Reduction and Flow Control Meeting 2008 Book of Abstracts, 34, 35, 2008年09月, ［査読有り］
    英語
  • Color PIV によるダウンバーストの3次元計測
    神田 哲志, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl., 28, 1, 17, 18, 2008年07月01日
    日本語
  • 人工トルネードにおける断面粒子濃度分布
    吉本 貴弘, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl., 28, 1, 413, 414, 2008年07月01日
    日本語
  • D203 ステレオ撮影を用いた鳥の三次元軌跡計測システムの開発(風力普及,OS-2 自然エネルギー(3),一般講演,地球温暖化防止と動力エネルギー技術)
    神田 哲志, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 手塚 英昭, 森 治嗣, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2008, 13, 405, 406, 2008年06月18日
    The present study aims at developing a 3-D trajectory measurement system for birds (in particular endangered species, e.g. raptorial) flying around wind turbines as a part of its complete system to be applied for prevention from bird strike. The method is based on stereoscopic photography which is similar to 3-D particle tracking velocimetry. For stabilizing the bird-image detection performance, time differential technique is proposed and examined considering the influences of hour and weather. All tests are conducted at Hokkaido University firm. For the demonstration purpose, 3-D trajectories of crows above the firm are obtained and shown in order to assess the effectiveness of stereoscopic photography., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • E111 大型船舶船底の気泡含有乱流境界層の超音波ドップラー計測(OS-10 混相流動(1),一般講演,地球温暖化防止と動力エネルギー技術)
    太田 翔子, 繁富 啓詞, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 日夏 宗彦, 児玉 良明, 動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2008, 13, 227, 228, 2008年06月18日
    Friction drag accounts for 80 % of the total drag for large ships, and hence microbubble drag reduction is expected as one of the most feasible ways to reduce it because of less environmental impact. The demonstration experiment using 127m-ship is carried out and its turbulent boundary layer is measured by UVP for the first time. This report mainly describes the measurement method of seawater velocity profiles beneath the ship and some typical results on the influences of bubbles on their statistic values., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 回転流れにおける表面大変形の遷移および分岐 (乱流研究の展望 : ブレークスルーを求めて)
    飯間 信, 田坂 裕司, 伊藤 賢太郎, 数理解析研究所講究録, 1601, 80, 85, 2008年06月
    京都大学, 日本語
  • Oscillating Taylor-Couette Flow (Azimuthal motion)
    Yasushi Takeda, Masato Morinaga, Yuji Tasaka, 15TH INTERNATIONAL COUETTE-TAYLOR WORKSHOP, 137, 012002, 2008年, ［査読有り］
    英語
  • The behaviour of Couette-Taylor flow in an azimuthal plane
    Yuuta Nomura, Yuji Tasaka, Yuichi Murai, Yasushi Takeda, 15TH INTERNATIONAL COUETTE-TAYLOR WORKSHOP, 137, 012001, 2008年, ［査読有り］
    英語
  • Rotating flow transition related to surface switching
    Yuji Tasaka, Makoto Iima, Kentaro Ito, 15TH INTERNATIONAL COUETTE-TAYLOR WORKSHOP, 137, 3, 163, 172, 2008年, ［査読有り］
    英語
  • 内部発熱対流のセル内流動(対流(1),一般講演)
    高橋 潤平, 矢野 可南子, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 柳澤 孝寿, 山岸 保子, 日本流体力学会年会講演論文集, 2008, 61, 61, 2008年
    Transition mechanisms of convection cell induced by internal heat sources in a shallow fluid layer are investigated experimentally. We attempt to determine the flow structure in a cell by Particle Image Velocimetry (PIV). Simultaneous multi-layer measurement is performed by color-striped light sheet and transitional state of convection cell is investigated. Vertical velocity component is also obtained and we investigate how cell behaves with respect of R_1 quantitatively. We confirmed cell transition is strongly related with development of descending flow at the center of a cell. Cell dilatation process is described as a consequence descending flow develops and strongly expands at the bottom of the fluid layer., 日本流体力学会, 日本語
  • 50m模型船における船底境界層のUVP計測(所外発表論文等概要)
    太田 翔子, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 日夏 宗彦, 児玉 良明, 海上技術安全研究所報告, 8, 2, 224, 224, 2008年
    海上技術安全研究所, 日本語
  • Interaction Between Streamwise Vortex and Bubbles in Horizontal Channel Flow　　　　　　　　　　　　　　　
    T.SUZUKI, Y.OISHI, Y.MURAI, Y.TASAKA, Y.TAKEDA, Proc. 13th International Symposium on Flow Visualization, 2008年, ［査読有り］
    英語
  • 自由表面大変形を伴う円筒容器内の回転流れの実験および数理的解析　　　　　　　　　　　　　　　
    飯間 信, 田坂 裕司, 佐藤 讓, 眞山 博幸, 日本流体力学会年会2008講演論文集, 2008年
    日本語
  • 102 回転二重円筒内の微小気泡運動と抵抗低減(2)(OS1-1 流れの抵抗低減,OS1 流れの抵抗抵減,オーガナイズドセッション)
    吉田 功治, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2007, "102, 1"-"102-4", 2007年11月17日
    Relationship between drag reduction and microbubble motion in a vertical Taylor-Couette flow is investigated by visualization of r-z cross section. We have measured the vorticity distribution in two-phase condition by means of particle tracking velocimetry (PTV). The bubble distribution shows two modes as Re number changes, i.e. toroidal and spiral modes. In low Re number region, the vortex structure is modified significantly by the bubbles. The presence of bubbles provides elongation of vortical wavelength to be around 1.5 times as that without bubbles. This alternation of the cell yields a large reduction ratio of the shear stress in low Re number region while the drag reduction effect is weakened as Re number increases for the high kinetic energy of the cell motion., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 911 マイクロバブル抵抗低減における境界層気泡分布の超音波計測(2)(OS9-3 超音波を利用した流動場の計測(マイクロバブル・混相流),OS9超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    太田 翔子, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 日夏 宗彦, 児玉 良明, 流体工学部門講演会講演論文集, 2007, "911, 1"-"911-4", 2007年11月17日
    Friction drag accounts for 80 % of the total drag for large ships, and hence microbubble drag reduction is expected as one of the most feasible ways to reduce it because of less environmental impact and easy installation. The basic experiment to confirm the drag reduction effect was performed from 1970's, and it comes to the stage of a practical examination for moving ships. As a method to assess the bubble-originated alternation of the boundary layer structure beneath a moving ship, we have designed a ship-mounting type of ultrasound probe to apply ultrasound velocity profiler (UVP) and examined the measurement performance for a long towing-ship in NMRI 400m-run facility. The probe emits 2MHz-pulsed ultrasound at 75 degree to the main flow direction to acquire the turbulent velocity profile up to 7.2m/s in the fastest case. This report mainly describes the measurement method of bubble distribution in the boundary layer. The method is constructed by the probability theory of ultrasound reflection on individual bubbles, and examined by numerical simulation. This application to a 50m-model ship reveals that the water flow boundary layer changes to steep profile where the bubbles are concentrated., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 912 超音波流速分布計測法を用いた混相流流量計の開発(2)(OS9-3 超音波を利用した流動場の計測(マイクロバブル・混相流),OS9超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    ゴンザレス ロベルト, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2007, "912, 1"-"912-4", 2007年11月17日
    In this paper the liquid phase velocity and gas-liquid interface information obtained from UVP measurements are used to estimate the flowrate in a multiphase flow pipeline. The interface is found two different approaches ; by locating the maximum echo intensity at every velocity profile and by finding the maximum variance of the velocity values. The results from the echo intensity method show very good agreement with the actual flowrate. The expected average difference between the flowrate predicted by the echo intensity method and the actual flowrate is ± 5%. That between the variance of the velocity values method and the actual flowrate is -19 to 22 %., 一般社団法人日本機械学会, 英語
  • 308 透過性円柱の後流構造(2)(OS3-2 噴流,後流,せん断流の構造・普遍的特性(後流2),OS3噴流,後流,せん断流の構造・普遍的特性)
    竹内 寛貴, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2007, "308, 1"-"308-4", 2007年11月17日
    Particle image velocimetry (PIV) is applied to measurement of airflows around permeable circular cylinders. The aim of this study is to understand the wake structure of a permeable object subjected to uniform flow, such as buildings under construction, steel tower frames, and natural trees. The experimental model of the permeable cylinder is made of squared meshed sheet with a mesh number 32 and an opening ratio of 0.54. The following points are newly found when the flow field is compared to that of a solid cylinder. 1: In case of the permeable cylinder, the turbulence peak appears in a downstream region relative to the solid cylinder, because generation of vortex street is delayed significantly. 2: The drag is not simply estimated only by the opening ratio of the permeable cylinder. 3: The permeable cylinder has non-periodical vortex shedding. This has been confirmed from the correlation coefficient between the enstrophy and the turbulence intensity, which is greater than the solid one., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 308 一様磁場中における液体金属の透磁率と実効粘性の計測(流体工学(2))
    矢野 可南子, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, パトリス ル・ギャル, 北海道支部講演会講演概要集, 2007, 46, 83, 84, 2007年09月29日
    一般社団法人日本機械学会, 英語
  • 307 時空間速度分布から船舶の揺動成分を抽出する試み(流体工学(2))
    田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2007, 46, 81, 82, 2007年09月29日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 309 内部発熱対流のセル内速度分布計測(流体工学(2))
    高橋 潤平, 矢野 可南子, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2007, 46, 85, 86, 2007年09月29日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 円筒容器内における表面大変形を伴う回転流れの実験的研究(乱流と輸送現象:コーヒーカップから宇宙まで)
    飯間 信, 伊藤 賢太郎, 田坂 裕司, 数理解析研究所講究録, 1567, 132, 140, 2007年08月
    京都大学, 日本語
  • Motion of Microbubbles Relative to Streamwise Vortices in the Wall Turbulence　　　　　　　　　　　　　　　
    Y.OISHI, Y.MURAI, Y.TASAKA, Y.TAKEDA, Abstracts of the6th International Conference on Multiphase Flow, S1_Wed_C_37, CD-ROM 55, 2007年08月, ［査読有り］
    英語
  • 一様磁場下における液体ガリウム層の熱対流(対流(1),一般講演)
    田坂 裕司, 矢野 可南子, 村井 祐一, 武田 靖, 柳澤 孝寿, 日本流体力学会年会講演論文集, 2007, 168, 168, 2007年
    This study aims to clarify the mechanism of an oscillating motion of the convection cell appearing in the thermal convection of a liquid gallium layer. Ultrasonic Velocity Profiling (UVP) was employed to visualize and quantitativelly estimate the fluid motion of the convection. Obtained spatio-temporal velcocity distributions well represent the convective motion including the oscillating motion of the cell. A result of a numerical simulation, which was done in the same condition with the experiment, and experimental estimation of the Reynolds number mension that the oscillating motion may be induced by instability of separated thermal boundary layers. Thermal convection in uniform magnetic field was also investigated by means of UVP. The obtained spatio-temporal velocity distribution showed us a two dimensionalization of the convective motion as influence of the applying magnetic field., 日本流体力学会, 日本語
  • 表面大変形を伴う円筒容器内の回転流れの不安定性解析(境界層・せん断流・遷移(4),一般講演)
    伊藤 賢太郎, 飯間 信, 田坂 裕司, 日本流体力学会年会講演論文集, 2007, 153, 153, 2007年
    We analyzed the temporal variation of the surface shape of water in an open cylinder driven by constant rotation of the bottom. In a range of Reynolds number, the surface deformation of the order of the container size shows an aperiodic switching between an axisymmetric surface shape and a nonaxisymmetric surface shape. Time-series analysis of the surface height clarify the characteristics of the flow also switches between laminar and turbulent during the switching process. We also analyzed the variation of turbulent intensity with respect to Raynolds number with a different setup using different material. It is found that the transition Reynolds number is shifted significantly, and that the surface shape shows an intermittent destabilization preceding to the transition. To understand the effect of the material difference, we derived an equation which describes the dynamics of the free surface near the bottom by using a thin-film theory., 日本流体力学会, 日本語
  • テイラークエット流れにおける変調波動の発生に関する実験的研究(境界層・せん断流・遷移(6),一般講演)
    野村 勇太, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 日本流体力学会年会講演論文集, 2007, 164, 164, 2007年
    We investigated azimuthal behaviors of Taylor-Couette flow on the azimuthal cross section by flow visualization using Kalliroscope flakes, and by image analysis of the obtained movie. Kalliroscope flakes are platelet and can make shear flow visible. Wavy vortex flow mode (WVF) in which an azimuthal wave mode superposes Taylor vortex flow mode (TVF) was investigated. Wave number and phase velocity of the azimuthal wave appearing in WVF at higher Reynolds number were determined by image analysis. Azimuthal flow structure of modulated wavy vortex flow mode (MWVF) was clearly visualized and the modulation component of MWVF was investigated by Fourier analysis of a temporal variation of brightness distribution extracted from a movie of visualized flow. Continuous wavelet analysis indicates that the modulation might occur for all wave regions but with different characteristics., 日本流体力学会, 日本語
  • Ultrasonic measurement of instantaneous velocity vector profile
    Yasushi Takeda, Yuji Tasaka, FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT AMSE/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE VOL 1, PTS A AND B, 701, 706, 2007年, ［査読有り］
    英語
  • Dynamics and optics of bubble tracking velocimetry for airflow measurement
    Tetsushi Kanda, Yuji Tasaka, Yuichi Murai, Yasushi Takeda, FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT AMSE/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE VOL 1, PTS A AND B, 679, 686, 2007年, ［査読有り］
    英語
  • Environmental flow field measurement by ultrasonic velocity pofiling
    Yuji Tasaka, Yasushi Takeda, Kaoru Yokoyama, Shinya Kojima, FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT ASME/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE, VOL 2, PTS A AND B, 1237, 1244, 2007年, ［査読有り］
    英語
  • Alternation of a Pair of Streamwise Vortex by Bubbles　　　　　　　　　　　　　　　
    T.SUZUKI, Y.OISHI, Y.MURAI, Y.TASAKA, Y.TAKEDA, Bulletin of 60th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, American Physical Society, 52, 17, 136, 2007年, ［査読有り］
    英語
  • Particle image velocimetry for air flows behind permeable cylinders
    Hirotaka Takeuchi, Yuichi Murai, Yuji Tasaka, Yasushi Takeda, Hideaki Tezuka, Michitsugu Mori, FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT AMSE/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE VOL 1, PTS A AND B, 671, 678, 2007年
    英語
  • A244 超音波を用いた燃料電池内ガス拡散層における水分検出(超音波・電磁波による熱流体計測2)
    近藤 貴幸, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 熱工学コンファレンス講演論文集, 2006, 251, 252, 2006年11月23日
    Thermal efficiency of polymer electrolyte fuel cell extremely depends on a water distribution in Gas Diffusion Layer (GDL). Fuel cell model was prepared in order to investigate the water distribution in GDL by ultrasonic techniques. Acoustic impedance of GDL, which is porous plate of carbon, was estimated as bulk model to know approximated value of reflection ratio of ultrasonic echo. We attempted to measure an instantaneous ultrasonic echo that changes by the quantity of the water to detect existing water in GDL. And we focused on the phase delay and the amplitude change of the ultrasonic echo and analyzed the waveform., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • A243 超音波ドップラー流速計による船表面の流速分布計測(超音波・電磁波による熱流体計測2)
    村井 祐一, 田坂 裕司, 太田 翔子, 武田 靖, 熱工学コンファレンス講演論文集, 2006, 249, 250, 2006年11月23日
    Ultrasonic velocity profiler (UVP) is applied to measurement of water flow under the bottom surface of a ship. The aim of this study is to establish the practical utilization of UVP system for large ships whose power loss is generally dominated by frictional drag. As the first phase, the measurement performance is evaluated for capturing the turbulent boundary layer of a small model ship using a new ultrasonic transducer. The experiments are performed for a towing ship in a shallow pond and also for a freely supported ship in an open channel. A wedge type of ultrasonic transducer is designed so that the flow is undisturbed with it. The velocity profile including the boundary layer is successfully obtained after suitable post-processing is implemented to remove erroneous data caused by multiple reflections. Data analysis is also made to estimate the skin friction from the profiles measured., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 超音波流速分布計を用いた液体金属の流動計測--液体金属の複雑な流動を捉える
    田坂 裕司, 武田 靖, 大林 寛生, 超音波techno, 18, 6, 70, 74,120, 2006年11月
    日本工業出版, 日本語
  • Stereoscopic Particle Tracking Velocimetry Applied to Fireworks　　　　　　　　　　　　　　　
    M.MORINAGA, Y.OISHI, Y.TASAKA, Y.MURAI, Y.TAKEDA, APS Gallery of Fluid Motion Poster Session, 2006年11月, ［査読有り］
    英語
  • 1103 直列に配置された2円柱後流におけるヒステリシス的なモード変化(1)(OS11-1 広範囲レイノルズ数におけるせん断流,OS11広範囲レイノルズ数におけるせん断流)
    田坂 裕司, 今 誓志, ル・ギャル パトリス, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "1103, a", 2006年10月28日
    図1に示すような,流れに対して直列に配置された2円柱の後流では,低レイノルズ数において,間隙比Γ=l/dに依存して2つの異なる流れのモードが現れる.すなわち,2円柱間の流線が閉じ,それらがあたかも一つの楕円柱であるかのように,そのサイズの流れの変動が生じるモード(Slow mode),および上流円柱後流の対称性が崩れ,円柱スケールの変動が生じるモード(Fast mode)である.本研究では,Mizushima & Suehiroによる数値シミュレーションと線形安定性解析により示されたヒステリシス的なモード変化を実験的に検証するとともに,円柱が有限長さを持つことにより生じる3次元効果の影響について述べる., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1708 超音波流速分布計測法を用いた流速ベクトル分布計測(2)(OS17-2 超音波を利用した流動場の計測,OS17 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    今 誓志, 山口 浩平, 大林 寛生, 田崎 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "1708, 1"-"1708-4", 2006年10月28日
    Unit of Vector-UVP system, which is an advanced UVP system to measure three directional velocity components on a line by using multiple transducers, was developed. To optimize the Vector-UVP system, we attempted to determine an acoustic field generated by a focusing transducer, which can focuses ultrasound via acoustic lens mounted at the head of the transducer. The acoustic intensity was measured using a small hydrophone by scanning the sound field. It is also theoretically calculated by solving two-dimensional wave equation to validate the measured results, such as focal point of the ultrasonic beam. We also estimated the influence of an intermediate wall existing between target fluid and the transducer on the acoustic field. With the estimated results, the measurement volume and the measurement area were determined so that the system is optimized. The system was applied to the measurement of two directional velocity components of Karmann vortices in a wake of a circular cylinder to demonstrate the applicability to multi-dimensional unsteady flow. From the measured velocity vector profile, the two-dimensional vorticity distribution were validly detected using the present vector-UVP system after Taylor's frozen hypothesis was considered., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1705 超音波流速分布計測法による自由界面近傍流れの計測(2)(OS17-2 超音波を利用した流動場の計測,OS17 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    小嶋 慎哉, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "1705, 1"-"1705-4", 2006年10月28日
    The discharge of the overflow at a dam is currently determined by applying an empirical equation estimated on ideal system to water level at the dam. However the real overflow on large scale has many uncertain factors and thus the estimated discharge has large errors, which may be order of several ten percent. Until now, we have studied an overflow measurement by using ultrasonic velocity profiler (UVP) to realize more accurate measurement of the discharge (Kashiwaguma, 2003). Cross-sectional velocity distribution over the weir setting in an open channel was measured by UVP and discharge calculated from velocity distribution was compared with discharge determined from the empirical equation. That system has slightly error because of rough detecting the position of free surface on measurement line. To reduce error in the measurement of the discharge, we must acquire the position exactly. In this study, we attempted to utilize the amplitude information of US echo which has not been used to calculate the velocity profile in conventional UVP. The velocity profile was measured in the vertical direction on the condition accompanying free surface in an open channel. The time evolution of the free surface displacement was measured by using the amplitude information of reflected ultrasound at the surface. The measured position was compared with an alternative measurement method based on the position meter fixed on the measurement line of UVP and then the accuracy of the present method was verified., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1705 超音波流速分布計測法による自由界面近傍流れの計測(1)(OS17-2 超音波を利用した流動場の計測,OS17 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    小嶋 慎哉, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "1705, a", 2006年10月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1708 超音波流速分布計測法を用いた流速ベクトル分布計測(1)(OS17-2 超音波を利用した流動場の計測,OS17 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    今 誓志, 山口 浩平, 大林 寛生, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "1708, a", 2006年10月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1711 水平管内気液二相流のUVP計測(2)(OS17-3 超音波を利用した流動場の計測,OS17 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    大橋 順一, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "1711, 1"-"1711-4", 2006年10月28日
    As a basic study for developing a two-phase flowmeter by means of ultrasonic velocity profiler(UVP), theoretical and numerical estimations of the phase distribution measurement are performed. The measurement accuracy depends on the number of ultrasonic measurement lines. When the azimuthal resolution is lacked, the error grows up for low void fraction conditions. Considering the relative resolution to radial direction, the sufficient number of the lines is concluded as 8. A practical measurement for a slug flow is also carried out to understand the internal secondary flow that affects on the flow rate measured by UVP., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 708 カリロスコープによる気泡を含む壁面乱流の可視化(2)(OS7-2 流れの抵抗低減,OS7 流れの抵抗低減,オーガナイズドセッション)
    大石 義彦, 村井 祐一, LATRACHE Noureddine, 田坂 裕司, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2006, "708, 1"-"708-4", 2006年10月28日
    Flow visualization of the turbulent structure in a bubbly channel flow is performed at Re=1333. Kalliroscope is used as the tracer, which is a dispersion of flake-like micros-scale particles with high optical reflection. The optical characteristic of the particle is analyzed by numerical simulation to confirm that the more the reflection intensity increases, the more the shear increases. The results of the application to actual visualization reveal the structures of the streamwise vortices and the low-speed streaks. When the micro bubbles are injected in the channel, the turbulent structure changes to a macular state, i.e. the original longitudinal structure is shortened by the bubbles., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 513 超音波流速分布計を用いた環境流動場計測(環境工学)
    田坂 裕司, 小嶋 慎哉, 横山 馨, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2006, 45, 179, 180, 2006年09月25日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 202 気流PIV計測のためのスモークジェネレータの開発(流体工学(1))
    竹内 寛貴, 田坂 裕司, 大石 義彦, 村井 祐一, 武田 靖, 手塚 英昭, 森 治嗣, 北海道支部講演会講演概要集, 2006, 45, 43, 44, 2006年09月25日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 215 気流3次元計測用のColor PIVシステムの開発(流体工学(3))
    村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2006, 45, 69, 70, 2006年09月25日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 214 超音波による船底近傍流速分布計測(流体工学(3))
    太田 翔子, 近藤 貴幸, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2006, 45, 67, 68, 2006年09月25日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 23pXG-14 回転流体における自由界面変形の遷移現象の解析(23pXG 波動・渦運動・流体全般,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
    伊藤 賢太郎, 飯間 信, 田坂 裕司, 日本物理学会講演概要集, 61, 2, 187, 187, 2006年08月18日
    一般社団法人日本物理学会, 日本語
  • 気泡を含む壁面境界層のUVPおよびPTV計測
    村井 祐一, 藤井 秀基, 松原 慶明, 大石 義彦, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl., 26, 1, 315, 316, 2006年07月01日
    日本語
  • 回転場における渦輪の挙動の可視化
    大石 義彦, 森永 聖人, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, THOMAS Peter J., 可視化情報学会誌. Suppl., 26, 1, 333, 334, 2006年07月01日
    日本語
  • 超音波による液体金属流動の可視化
    田坂 裕司, 柳澤 孝寿, 村井 祐一, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl., 26, 1, 353, 354, 2006年07月01日
    日本語
  • 花火を対象とした大規模流動現象のPTV
    森永 聖人, 大石 義彦, 村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl., 26, 1, 289, 290, 2006年07月01日
    日本語
  • Waveforms of Local Frictional Drag Modified by Bubbles　　　　　　　　　　　　　　　
    Y.OISHI, Y.MURAI, Y.TASAKA, Y.TAKEDA, Y.KODAMA, Proc. European Drag Reduction and Flow Control Meeting, 25, 26, 2006年04月, ［査読有り］
    英語
  • AM06-14-001 液体金属流体層に生じる熱対流運動の実験的研究(対流(1),一般講演)
    田坂 裕司, 吉田 将隆, 村井 祐一, 武田 靖, 柳澤 孝寿, 日本流体力学会年会講演論文集, 2006, 177, 177, 2006年
    Thermal convection in liquid gallium layer is investigated as a fundamental study for Rayleigh-Benard convection in low Prandtl number fluid using ultrasonic velocity profiler, UVP. Measured velocity profiles visualize a convective motion in the liquid gallium layer, and it is a roll shape motion. Spatio-temporal velocity profile shows that there are two types of spatial fluctuation of the convection roll. Two axes-simultaneous velocity profile measurement clarifies that expand and contraction of convection roll has a phase delay on the direction of the rotating axis of the roll. Frequency analysis of the obtained instantaneous velocity distribution shows that the convective motion has unique frequency component of the velocity fluctuation at the boundaries between the rolls. The frequency component cannot be detected at smaller Rayleigh number, under R=1×10^4. The frequency is proportional to the Rayeigh number to the power 0.376., 日本流体力学会, 日本語
  • AM06-11-003 回転液-液二相流の界面不安定に関する研究(境界層とせん断流・遷移(1),一般講演)
    藤本 修平, 田坂 裕司, 武田 靖, 吉田 静男, 日本流体力学会年会講演論文集, 2006, 129, 129, 2006年
    The aim of this study is to find out an instability mechanism of rotating oil-water liquid-liquid two phase flow. To achieve such purpose, a velocity profile of the rotating flow was analyzed theoretically. The theoretical velocity profile was in agreement with a experimental result., 日本流体力学会, 日本語
  • AM06-11-004 円筒容器内の回転流れにおける自由表面のswitchingと層流-乱流転移(境界層とせん断流・遷移(1),一般講演)
    飯間 信, 田坂 裕司, 伊藤 賢太郎, 日本流体力学会年会講演論文集, 2006, 130, 130, 2006年
    We study the surface shape of water in an open cylinder driven by constant rotation of the bottom. Around the critical Reynolds number for the laminar-turbulent transition, the surface deformation, which is of the order of the container size, shows an aperiodic switching phenomenon between an axisymmetric shape and a nonaxisymmetric shape. The flow characteristics is examined by flow visualization by Kalliroscope and velocity measurement by ultrasonic velocity profiler., 日本流体力学会, 日本語
  • AM06-11-002 振動テイラークエット流れにおける波動成分のエネルギー散逸(境界層とせん断流・遷移(1),一般講演)
    森永 聖人, 田坂 裕司, 武田 靖, 村井 祐一, 日本流体力学会年会講演論文集, 2006, 128, 128, 2006年
    We attempted a direct energy injection to a higher flow mode of Taylor-Couette flow by using modulated rotation of an inner cylinder. Wavy vortex flow (WVF) mode was chosen as target of the energy injection and then a characteristic frequency of WVF is set to a basic frequency of the modulated rotation. Ultrasonic velocity profiler (UVP) measured an instantaneous velocity profile of the flow under the modulated rotation, and influence of the modulation in the flow was investigated. The measurement of instantaneous velocity profile of axial and radial component of flow velocity showed that this method cannot increase energy of WVF mode but can change shape of spectrum sharp at frequency of wavy motion in WVF., 日本流体力学会, 日本語
  • AM06-11-001 テイラークエット流れにおける周方向運動の実験的研究(境界層とせん断流・遷移(1),一般講演)
    野村 勇太, 森永 聖人, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 日本流体力学会年会講演論文集, 2006, 127, 127, 2006年
    We attempted to investigate flow structures of Taylor-Couette Flow (TCF) at the azimuthal cross section by flow visualization using Kalliroscope flakes, which is platelet and can make share flow visible, and by image processing of the obtained image. It is confirmed that the established measurement technique can reproduce structure of the Taylor vortex. This technique is also applied to determine wavenumber and phase velocity of the azimuthal wave appearing in wavy vortex flow (WVF) mode at higher Reynolds number. Moreover, azimuthal flow structure of modulated wavy vortex flow (MWV) is clearly visualized and modulation component of MWV is detected by the image processing, which is Fourier analysis of temporal variation of brightness profile extracted from a movie of visualized flow., 日本流体力学会, 日本語
  • 1015 流体の内部発熱によって駆動される自然対流のPTV計測(OS10-3 PIV・可視化画像計測の応用(2),OS10 PIV・可視化画像計測,オーガナイズドセッション)
    村井 祐一, 田坂 裕司, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2005, 155, 155, 2005年10月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 1104 液体ガリウムを使ったテイラー・クエット流れの超音波計測(OS11-1 超音波を利用した流動場の計測(渦構造),OS11 超音波を利用した流動場の計測,オーガナイズドセッション)
    近藤 貴幸, 佐藤 庸平, 田坂 裕司, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2005, 160, 160, 2005年10月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 505 バックライトCTを用いた管内気液二相流の断面構造の究明(OS5-1 混相流の微細流動構造(相間作用),OS5 混相流の微細流動構造,オーガナイズドセッション)
    稲葉 一昌, 大橋 順一, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 流体工学部門講演会講演論文集, 2005, 65, 65, 2005年10月28日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 212 気液二相チャネルにおける相分布と流速分布のUVP計測(流体工学(3))
    藤井 秀基, 大石 義彦, 田坂 裕司, 村井 祐一, 武田 靖, 北海道支部講演会講演概要集, 2005, 44, 62, 63, 2005年10月08日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 内部発熱対流におけるパターン形成
    田坂 裕司, 武田 靖, 形の科学会誌 = Bulletin of the Society for Science on Form, 20, 1, 73, 74, 2005年06月01日
    日本語
  • 気泡を含む水平壁面乱流の可視化
    村井 祐一, 藤井 秀基, 西本 匡宏, 田坂 裕司, 武田 靖, 可視化情報学会誌. Suppl., 25, 1, 31, 32, 2005年03月15日
    日本語
  • Experimental investigation of natural convection induced by internal heat generation
    Y. Tasaka, Y. Kudoh, Y. Takeda, T. Yanagisawa, 14TH INTERNATIONAL COUETTE TAYLOR WORKSHOP, 14, 168, 179, 2005年, ［査読有り］
    英語
  • 超音波ドップラー流速分布測定法による流体ガリウムの流動計測(GS-13噴流・後流・対流)
    田坂 裕司, 北浦 秀和, 吉田 将隆, 武田 靖, 柳澤 孝寿, 流体工学部門講演会講演論文集, 2004, 313, 313, 2004年11月24日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • E131 Analysis of a temperature field in internally heated convection :
    TASAKA Yuji, KUDO Yoichi, TAKEDA Yasushi, YANAGISAWA Takatoshi, 日本流体力学会年会講演論文集, 2004, 154, 155, 2004年
    Thermal convection in a horizontal fluid layer induced by internal heat generation is investigated experimentally. Thermo-chromic Liquid Crystal (TLC) is used to visualize the temperature field in the fluid layer. Color component of TLC is calibrated and the visualized image is converted to the temperature field. Temperature field for each Rayleigh number determines the convection cell dilatation with respect to the Rayleigh number. Deformation of the cell with increasing the Rayleigh number is shown by the temperature profile in a cell. The critical Rayleigh number at onset of convection is estimated by using a variation of temperature difference in a cell., 日本流体力学会, 英語
  • 308 マイクロエマルジョンの音速測定
    ディディエ ヴァルノ, 田坂 裕司, 武田 靖, 稲葉 英男, 流体工学部門講演会講演論文集, 2003, 36, 36, 2003年09月18日
    一般社団法人日本機械学会, 英語
  • 305 UVP における低流速計測のための新しいアルゴリズムの開発
    但田 憲彦, 武田 靖, 田坂 裕司, 流体工学部門講演会講演論文集, 2003, 33, 33, 2003年09月18日
    一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • B-341 プリセッシングジェットの時空間挙動
    北浦 秀和, 菅原 征毅, 田坂 裕司, 武田 靖, 日本流体力学会年会講演論文集, 2003, 416, 417, 2003年
    A continuously unstable precessing flow is formed within a short cylindrical chamber following a large sudden expansion and the jet emerges from nozzle exit leaning and rotating about the nozzle axis. Flow field within the nozzle chamber and the behavior of the external jet have been reported with pressure measurement, visualization and so on. This paper shows characteristics of the precessing jet, a frequency of rotating about the nozzle axis and an angle of emerging jet, using UDM (Ultrasound Doppler Method) which can measure 1-D velocity distribution on a measurement line instantaneously., 日本流体力学会, 日本語
  • A-343 内部発熱による水平槽内自然対流の安定性解析 : 発熱分布形状の効果
    田坂 裕司, 武田 靖, 日本流体力学会年会講演論文集, 2003, 382, 383, 2003年
    A natural convection in a horizontal fluid layer induced by internal heat generation distributed non-uniformly was studied. We considered the heat source distribution to vary exponentially to the vertical direction. Stability of the fluid layer was analyzed in cases that heat source concentrates on the bottom, and on the upper boundary. Variations of critical values, critical Rayleigh number and critical wave number, with respect to the specific scale of the heat source distribution were obtained. The analysis clarified the effects of such heat source distributions on the critical values of the natural convection., 日本流体力学会, 日本語
  • A-344 内部発熱による水平槽内自然対流の実験的研究
    工藤 陽市, 田坂 裕司, 米倉 賢午, 武田 靖, 日本流体力学会年会講演論文集, 2003, 384, 385, 2003年
    Natural convection induced by intemal heat generation was studied experimentally. We realized internal heat generation by passing electric current through the ionic fluid. The convective flow pattems were visualized by using Kalliroscope. And also the difference from those observed in the Benard configuration was clarified qualitatively., 日本流体力学会, 日本語
  • 119 内部発熱により駆動される水平流体層の自然対流 : 2. 可視化実験
    米倉 賢午, 田坂 裕司, 工藤 陽市, 但田 憲彦, 武田 靖, 石川 仁, 北海道支部講演会講演概要集, 2002, 42, 38, 39, 2002年10月05日
    The natural convection induced by internal heat generation was studied experimentally. We realized internal heat generation by passing electric current through the ionic fluid. The convective flow patterns were visualized by using kalliroscope. And also the difference from those observed in the Benard configuration was clarified qualitatively., 一般社団法人日本機械学会, 日本語
  • 118 内部発熱により駆動される水平流体層の自然対流 : 1. 安定性解析
    田坂 裕司, 米倉 賢午, 工藤 陽市, 但田 憲彦, 武田 靖, 石川 仁, 北海道支部講演会講演概要集, 2002, 42, 36, 37, 2002年10月05日
    The natural convection induced by internal heating was studied. In order to clarify convective patterns in this phenomenon, we analyzed stability of fluid layers for various profiles of heat generation, H(z). As the result, the influence of the shape of the heat distribution upon the convective pattern was clarified., 一般社団法人日本機械学会, 日本語

書籍等出版物

  • 理科総合大百科 2024: ためしてわかる 実験・観察
    『理科教育ニュース』編集部, p.113
    少年写真新聞社, 2024年01月19日, 4879817899, 200, ［分担執筆］
  • 分散系のレオロジー : 基礎・評価・制御、応用
    鈴木, 洋, 第I編第２章第５節; 第II編第３章第３節; 第２編第２章第５節
    エヌ・ティー・エス, 2021年08月, 9784860437312, ii, viii, 387, xp, 図版21p, 日本語, ［共著］
  • 流れ学 流体力学と流体機械の基礎　　　　　　　　　　　　　　　
    山田英巳, 濱川洋充, 田坂裕司, 第11章
    森北出版, 2016年, ［共著］
  • L'air et l'eau　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasushi Takeda, Yuji Tasaka
    Grand public, 2013年, 9782759808281, フランス語, 学術書, ［共著］
  • Ultrasonic Doppler Velocity Profiler for Fluid Flow　　　　　　　　　　　　　　　
    Yuji Tasaka, Chapter 2, Sections 4.1, 5.1, 7.2 & Appendix
    Springer, 2012年10月, 9784431540267, 英語, 学術書, ［共編者(共編著者)］

講演・口頭発表等

  • 超音波流速分布計測によるレオメトリ　　　　　　　　　　　　　　　
    田坂裕司
    第23回レオロジー・フォーラム, 2021年10月21日, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
    2021年10月21日 - 2021年10月22日, ［招待講演］
  • 非定常剪断下における分散粒子を含む非ニュートン流体の実効粘弾性
    芳田 泰基, 田坂 裕司, 村井 祐一
    流体工学部門講演会講演論文集, 2020年, 一般社団法人 日本機械学会, 日本語
    2020年 - 2020年,

    The dispersed particles make alignments in the sheared direction under unsteady shear flows when the fluid relaxation time is sufficiently long. The alignment changes the effective viscoelasticity because a corded-like pattern of particles functions as a macro-spring effect and reduction of particle interactions. Those experimental findings regarding the effective viscoelasticity of non-Newtonian fluids with spherical particles are found by means of ultrasonic spinning rheometry. Further numerical tests using a simple toy model assuming dispersed particles combined by spring forces considering yield stresses were conducted to clarify factors caused by the particle alignment under unsteady shear flows.

  • Liquid metal experiment for elucidating Magneto-Rayleigh-Bénard convection in a square box　　　　　　　　　　　　　　　
    田坂裕司
    Invited lecture, Italian Institute of Technology (Istituto Italiano di Tecnologia - IIT), 2019年09月01日, 英語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    ［招待講演］, ［国際会議］
  • ボイド波生成による高速チャネル乱流の摩擦抵抗低減率向上
    田中 泰爾, 朴 炫珍, 田坂 裕司, 村井 祐一, 川北 千春
    動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2019年, 一般社団法人 日本機械学会, 日本語
    2019年 - 2019年
  • 等方性乱流場が流入するときのサボニウス風車のロバスト性
    村井 祐一, 大友 衆示, 田坂 裕司, デニセンコ ペトロ
    動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム, 2019年, 一般社団法人 日本機械学会, 日本語
    2019年 - 2019年, Influence of high-intensity turbulence to the performance of a Savonious wind turbine has been investigated experimentally. The turbulent intensity and its isotropic quality are managed in a large wake region of an open-jet type wind tunnel. We have found that the rotational speed of the turbine rather increases with hep of turbulence as a constant load was subject to the turbine. This robustness to the inflow quality is attributed to the drag acting on the blade being intensified by the turbulence. Hot-wire anemometer measurement of the flow behind the turbine revealed that periodic vortex-shedding due to the blade-passing frequency was suppressed with strong turbulence in the inflow.
  • 超音波流速分布計を用いた複雑・混相液状食品の非接触物性計測　　　　　　　　　　　　　　　
    田坂裕司
    第44回食品の物性に関するシンポジウム講演会, 2017年09月09日, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国内会議］
  • urface switching statistics in a rotating fluid: effects of system internal noise　　　　　　　　　　　　　　　
    Yuji Tasaka
    Invited lecture, LIMSI, 2017年06月22日, 英語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    ［招待講演］, ［国際会議］
  • MHD Rayleigh-Bénard convection confined by a moderate aspect ratio box　　　　　　　　　　　　　　　
    Yuji Tasaka
    Invited lecture, Technische Universität Ilmenau, 2016年12月13日, 英語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    ［招待講演］, ［国際会議］

所属学協会

  • 日本混相流学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • アメリカ物理学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本流体力学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本機械学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本摂食嚥下リハビリテーション学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本化学工学会　　　　　　　　　　　　　　　

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 気液混相乱流境界層の発達過程で現れるボイド波のモデル化とその制御
    科学研究費助成事業
    2024年04月 - 2028年03月
    朴 炫珍, 金 相元, 堀本 康文, 田坂 裕司, 村井 祐一
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 24K00796
  • 非定常レオロジー物性の評価が詳らかにする粒子懸濁液の流動現象
    科学研究費助成事業
    2023年04月01日 - 2027年03月31日
    田坂 裕司, PARK HYUNJIN, 柳澤 孝寿, 堀本 康文, 村井 祐一
    粒子懸濁液のレオロジー物性，特に非定常剪断下における流動物性の評価とナノ粒子懸濁液の実効粘度およびそれを与える構造要因，および粒子懸濁液の流動研究を主題に研究を行った．
    非定常剪断下におけるレオロジー物性評価では，数10ミクロンと100ミクロン程度のサイズの異なるポリエチレン粒子をそれぞれシリコーンオイルに分散させ，密度差の小さい環境での実験を行った．これまでに開発を行ってきた超音波スピニングレオメトリを用いた計測を行い，異なる振動周波数条件での実効粘度評価を実施した．計測では当初，粒子サイズが大きな条件において，歪み速度が小さい領域において明瞭な粘度の上昇が見られた．これに対して理論検証ならびに異なる条件での検証実験を行った結果，粘度上昇は速度分布計測における誤差が原因であり，実際には粘度上昇は生じないとの結論を得た．
    ナノ粒子懸濁液の実効粘度については，これまでの研究により，濃度に応じて数百倍もの粘度上昇が生じること，および，剪断を加えることにより粘度が減少し，十分に高い歪み速度では連続相の粘度程度に漸近することが示されていた．今年度の研究ではこれを詳細に調査し，体積率が2%を超える場合に粘度上昇が発現することを見いだした．さらに，この粘度上昇とずり減粘をもたらす要因として構造の形成と崩壊に注目し，X線小角散乱と動的光散乱による構造サイズの抽出を行った．その結果として，ほぼ球形のナノ粒子が液体中でアスペクト比７程度の針状の構造を形成すること，またそれらが干渉して数百ナノ程度の大きさの構造を形成することを発見した．
    流動実験については，代替として高分子溶液を用いた対流実験を行い，動画像処理計測によりずり減粘を持つ流体の特徴的な現象を見いだした．
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K26028
  • 非定常レオロジー物性の評価が詳らかにする粒子懸濁液の流動現象
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2023年04月01日 - 2027年03月31日
    田坂 裕司
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23H01333
  • 摩擦抵抗低減を促進する気液二相乱流境界層のスマート制御
    科学研究費助成事業
    2021年04月05日 - 2026年03月31日
    村井 祐一, 田坂 裕司, PARK HYUNJIN, 熊谷 一郎, 堀本 康文, 北川 石英, 大石 義彦
    令和３年度は，以下の研究調査を進めた．一次元ボイド波伝播モデルによるPBIの適用距離の予測(朴)，３次元翼による微細気泡発生法と正味摩擦抵抗低減効果の検討（熊谷），
    高時間分解レーザーせん断応力計の開発とVITA法適用による統計評価（大石），空気充填ディンプルに形成される気膜の計測とマイクロ気膜法に関する予備調査（北川），非定常剪断流れにおける分散混相流体の実効粘度（田坂），高Reynolds数Taylor-Couette乱流の速度計測と抵抗低減（堀本），水平チャネルにおいて大型気泡群を有する2相乱流流動の直接数値シミュレーション（村井），傾斜チャンネル内の境界層で挙動する気泡抗力係数算定（村井）．間欠的気泡注入による抵抗低減効果の長距離持続化（朴），水平チャネルのボイド率急変時の乱流境界層構造のステップ応答の計測（村井）．
    これらの成果は抵抗低減における気泡運動の流体力学について IJMFに4偏，気泡を含む応力場の計測技術について Exp Fluidsに4偏，船舶抵抗低減の実スケール実験について Ocean Engに2編，気泡流の非線形流体力学について JFMに1編，その他を含めて計18編の学術雑誌に掲載された．本課題で主柱としている下記の3項目について，初年度としての進展のうち特筆すべきものに以下が挙げられる．[PBI] 気泡分布の時空間パターン制御について，船底ボイド波のKdV-Burgers方程式によるデータ解析から現象相似性が発見された．[HBC] 水中翼による局所減圧型の境界層気泡分布制御法の開発では，微細気泡分散状態とエアキャビティ状態のモード変換機構が解明された．[RMF] 超音波と光による実時間フィードバック制御の開発では，複雑せん断流体の実効粘度の周波数依存性を計測する技術が確立された．
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 21H04538
  • 界面活性剤添加による抵抗低減－機能的粘弾性と温度効果の評価－　　　　　　　　　　　　　　　
    二国間交流事業・SAKURAプログラム
    2024年04月 - 2026年03月
    日本学術振興会, 北海道大学, 研究代表者, 120243201
  • 海底鉱物資源開発のためのフローアシュアランス分析及び圧力損失最小化技術の開発
    科学研究費助成事業
    2021年04月05日 - 2025年03月31日
    正信 聡太郎, 村井 祐一, 高野 慧, 山本 マルシオ, 田坂 裕司, PARK HYUNJIN
    海洋鉱物資源開発においては揚鉱ユニットが技術的な中核を担う。揚鉱ユニットの設計及び運用においては、揚鉱管・移送管内のフローアシュアランス（流路保全）分析が必須であるが、管の傾斜や動揺等を考慮した非定常の固液二相流に対するリアルタイム分析技術がないため一連の技術開発を遅延させている。そこで本研究では、超音波計測技術を独自開発し、管内を脈動する固液二相流の流動状況と圧力損失の周波数スペクトル空間での因果関係を解明してフローアシュアランス分析に適用可能な圧力損失推定手法を構築する。さらに、圧力損失を低減可能な制御デバイスを開発するとともに、内部流との相互作用が分析できる水中線状構造物の応答予測手法を構築する。
    当該年度は、以下の課題を実施した。
    【①圧力損失推定技術の開発】 鉛直管を対象とした脈動流中における時間領域圧力損失推定プログラムの基本アルゴリズムを検討するとともに、過去に構築した定常状態での圧力損失推定手法を用いて、移送管の形状変化が圧力損失に及ぼす影響を調査して、試設計した移送管に対する最適な移送条件（固相体積濃度、平均流速）を設定した。2022年度に実施を計画している、口径25Aの円管を鉛直から水平まで傾斜可能な固液二相流の移送実験計画を策定するとともに、当該実験装置を製作した。さらに、2022年度に検討予定であった口径80Aの円管を用いた移送実験計画も前倒して策定した。また、管内を流動する粗大粒子を位置特定して計数する超音波エコーグラフィの計測技術について基本信号処理アルゴリズムを開発した。
    【②圧力損失最小化技術の開発】 超音波スピニングレオメトリー(USR)により固体粒子懸濁液のレオロジーの計測を実施した。
    【③水中線状構造物の応答予測手法の開発】 内部流を考慮しない水中線状構造物挙動の応答予測プログラムを開発した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 21H04590
  • 混相/複雑流体のレオロジー物性計測を基軸とした流体科学の創成
    さきがけ
    2021年10月 - 2025年
    国立研究開発法人 科学技術振興機構, 研究代表者
  • 液体金属対流の定量可視化実験から観た地球流体核における熱物質輸送
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2020年04月01日 - 2023年03月31日
    熊谷 一郎, 田坂 裕司, 益子 岳史
    本研究課題は、液体金属プルームの温度場と速度場の同時可視化を目的としているが、液体金属内部は可視光では見えないため、まずは既知のサーマルやジェットなどの流れについての流体実験を行い、正しく流速場が計測できているか確認するための実験を行った。温度計測については、これまで使用してきた薄型の矩形水槽の壁面に設置した感温液晶板では、１種類の液晶しか使っていないため、温度の計測範囲が限られてしまうという問題があった。そこで、かつて代表者が開発した複数の感温液晶を用いた温度場の可視化法を本課題でも適用できないか、検討を開始した。
    また２重円筒水槽を用いた対流実験については、水および非ニュートン流体を用いたレイリー・ベナール対流実験を行ってきたが、水槽の壁面が曲面となっており、ハレーションなどの影響で、可視化計測がうまくできていない状況となっていた。そこで、紫外レーザーで励起される蛍光粒子を用いた流れ場の可視化法を新たに導入し、予備実験を行なった。その結果、壁面での余計な反射光が見えなくなったため、流体中のトレーサーの励起光のみが観測可能となり、PIV（粒子画像流速計）解析によって詳細な流速場を得ることができた。相変化を伴う流体（感温膨潤性ゲル（PNiPAM）のサスペンジョン）とHele-Shawセルを用いたレイリー・ベナール対流実験においても、この紫外レーザーでの可視化は有効であるため、より精度の高い流れ場解析が可能となった。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 明星大学, 20K04114
  • 分散気泡のレオロジーが解き明かす混相乱流遷移のシナリオ
    科学研究費補助金（基盤研究(B)）
    2019年04月 - 2023年03月
    田坂裕司
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • 気液二相乱流境界層のスマートコントロール
    科学研究費助成事業
    2017年04月01日 - 2022年03月31日
    村井 祐一, 田坂 裕司, PARK HYUNJIN, 熊谷 一郎, 北川 石英, 大石 義彦, 川北 千春, 濱田 達也
    本課題では，乱流境界層における壁面摩擦を低減するための気泡注入法について，幅広い実験方法によって調査し，効果の大きくなる条件を明らかにした．また，最新の気液二相流に対する高解像度の計測機器を開発・導入することで，抵抗低減の流体力学的メカニズムを解明した．さらに，その知見から，船舶等における大規模で広範囲の壁面における乱流境界層の制御システムの設計を進め，なおかつその効果を実証した．以上の成果は，評価の高い国際学術誌に多数，掲載され，当グループが国際的に当該分野の研究を牽引していることを内外に示す結果となった．
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 17H01245
  • スマートファクトリー化を推進するインサイト非侵襲管内物性診断装置の開発
    2019年度A-STEP機能検証フェーズ試験研究タイプ
    2019年09月 - 2020年08月
    田坂裕司
    JST, 研究代表者, 競争的資金
  • 人工ヘアピン渦列攪乱によるEdge of Chaosの探究　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金（基盤研究（B)）
    2016年04月 - 2019年03月
    田坂裕司
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • 乱流パフの個性とその生存率における出生の影響　　　　　　　　　　　　　　　
    国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）
    2016年04月 - 2018年03月
    田坂裕司
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • 回転風車まわりの三次元圧力場計測システムの開発
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2017年03月31日
    村井 祐一, 田坂 裕司, 大石 義彦
    風力発電は10年で10倍の爆発的成長期にある．従来，経験しなかった問題が急増した．風車出力が期待値を下回る問題，突風や乱流によるブレード破壊や崩落事故，さらには住民からの騒音苦情である．いずれも流体の圧力場が支配する現象に他ならない．一方，PIV（粒子画像流速測定法）は完成域に入り実験流体力学を大きく変えた．しかし風車設計に直接的な貢献を果たしていない．PIVそれ自体は流速計測法であり，力・トルク・音の次元を与える圧力の空間分布の計測に課題があるためである．本課題では自由空間圧力分布を測定可能な実用的な推定ツールを完成させ，風車開発の試行錯誤ピッチを上げることに成功した．
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 15K13861
  • 乱流摩擦抵抗低減のための二相流のスマート制御
    科学研究費助成事業
    2012年04月01日 - 2017年03月31日
    村井 祐一, 石川 正明, 田坂 裕司, 熊谷 一郎, 北川 石英, 大石 義彦
    2011年の大震災以来，エネルギーの効率的な生産と効果的な利用が，持続可能な社会を目指す上で早急に実現すべき人類の課題として最重要視されてきた．このうち海運分野で重責を担う革新的省エネ技術が，二相流を利用した乱流摩擦抵抗低減技術である．船舶の10%の抵抗低減が世界全体で2GW(年間CO2換算で2100メガトン)の省エネを実現する．本課題では，高レイノルズ数環境にある二相流力学的な「摂理」（多次元性，マルチスケール性，ならびに著しい非定常性・不規則性）を真正面から扱い，5%以下の僅かなボイド率で30%以上の正味抵抗低減率を「常に」得るような二相乱流のスマート制御を達成した．
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 24246033
  • マグマの流れが生み出す時空間のリズム：非ニュートン流体がもたらす非線形振動現象
    科学研究費助成事業
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    熊谷 一郎, 村井 祐一, 田坂 裕司
    変形可能な透明ゲルビーズを用いて固液混合マグマのアナログ物質を作成し、その非ニュートン流体のレオロジー特性の計測やマグマの流れを模擬した対流実験を行った。実験では、密度の異なる流体を一定流量注入したり、一定熱流量で流体を加熱したりすることでプルーム（対流）を作成した。その結果、ニュートン流体を用いた実験では見られなかった流れの局在化や間欠性が自発的に生じることを示した。これらの知見によって、火山活動の時空間分布（間欠性や局在化）に関する観測結果を説明できることを示した。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 明星大学, 25400457
  • 流れ場の反転が主導する新しい地磁気逆転のメカニズム
    科学研究費助成事業
    2012年04月01日 - 2016年03月31日
    柳澤 孝寿, 田坂 裕司, 陰山 聡, 櫻庭 中, 宮腰 剛広, 隅田 育郎, 浜野 洋三
    地球磁場が反転するメカニズムの解明を目的として、室内実験と数値シミュレーションによって、磁場および回転の影響下での熱対流の研究を実施した。水平磁場の影響下での液体金属の対流形態を、磁場と浮力とに関係した幅広いパラメータ領域で確立した。流れ場が反転するメカニズムの鍵は水平循環の発生であることを見出した。回転球殻でのダイナモシミュレーションを実施し、流れ場の変化と磁場の反転との対応関係を明らかにすることができた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 24244073
  • 乱流パフの個性とその生存率における出生の影響
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2013年 - 2015年
    田坂 裕司
    攪乱の添加により突発的に乱流遷移が生じる管内流れにおいて，局所乱流塊である乱流パフの遷移過程と遷移条件に着目して研究を進めた．(1)ピストン・シリンダ駆動による管内流れ装置（管長8m，管内径32mm）を開発し，自然遷移レイノルズ数25,000以上を実現した．(2)乱流パフ内の渦構造を効果的に抽出する可視化画像処理計測法を開発した．実験を通し，(3)過去の代表者らの研究で得られた，複雑な層流-乱流界面の再現とそれらが内包する物理的意味を明らかにするとともに，(4)マイクロバブルの混入が乱流遷移に与える影響を統計評価した．
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 25420103
  • 風車の長期的設計指針を決めるランドマークデザイン
    科学研究費助成事業
    2011年 - 2012年
    村井 祐一, 田坂 裕司
    世界的に同時に10年で10倍という爆発的な普及期にある風力エネルギーについて2年間の研究を実施した.それは,将来存在するであろう,風車の設計ビジョンを,現段階で多角的に見極めるというものである.研究の内容は,現在すでに問題となっている風車の設計上の問題を吟味し,その延長線上にある問題を先取りして基礎研究を行うというものである.そのような位置づけから,後述するようなA,B,C,D,Eの5つの選定されたテーマについて,風洞実験,数値シミュレーション,ならびに現地調査に基づく研究を実施した.
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 23656123
  • 周期的気泡注入による摩擦抵抗低減法の高効率化
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2011年 - 2012年
    田坂 裕司
    気泡を用いた摩擦抵抗低減手法の高効率化を目指し,流れの理解と効率的な制御をもたらす計測手法の開発を行った.気液二相チャネル流れを用いた基礎実験により,注入した気泡がクラスター化する要因を気泡の2体干渉の観点から調べた.超音波を用いて気泡ならびに流れの変遷をモニタリングする手法を考案し,実験室レベルで使用可能なプロトタイプを製作した.また,これを実際の船舶に使用する際の問題点について検討した.
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23760143
  • 地球ダイナモのエネルギー散逸量の決定
    科学研究費補助金(基盤研究(A))
    2009年 - 2011年
    浜野 洋三, 陰山 聡, 宮腰 剛広, 田坂 裕司, 隅田 育郎, 櫻庭 中
    (1)金属熱対流の対流実験については、レーリー数と外部磁場に関するパラメータスタディーを実施し、2次元ロール状対流から乱流対流に至る全遷移過程を超音波流速計と温度測定から明らかにした。乱流状態で見られる大規模流が臨界レーリー数近傍で生じる2次元ロール対流の振動不安定から連続的に遷移したものであることを見出した。外部印可磁場による効果は、振動不安定が生じるレーリー数を増加させるが、不安定で生じた流れの振動数や振動振幅については、主にレーリー数だけの関数となっている。また、内部発熱により誘起される熱対流について,粒子画像流速測定法(PIV)を用いた対流セル内の速度場計測を行った.数値シミュレーションについては、実験で得られたロール状対流の振動を再現し、その振動メカニズムについての情報を得ることができた。(2)回転流体実験では、実験に用いる回転台について,温度制御用の水や電力の供給,また計測器出力の取り出しを考慮した装置を設計・製作した.またこれらの要求を実現する回転軸のジョイントが国内では製造されていなかったため,国内代理店を通してドイツのGAT社と検討を行い,最終的にその諸元を決定して製作を依頼した.(3)ダイナモシミュレーションでは、これまでで最も地球に近い低エクマン数のダイナモを地球シミュレータを利用した数値シミュレーションで実現し、ダイナモ作用を起こす流速場として、これま...
    文部科学省, 基盤研究(A), 独立行政法人海洋研究開発機構, 連携研究者, 競争的資金, 21244071
  • 複素粘度解析によるマイクロバブル流体の不可説明要因の一掃
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2009年 - 2011年
    村井 祐一, 武田 靖, 田坂 裕司, 北川 石英, 石川 正明
    代表者の村井は,周期的せん断応力場でキャピラリ数が1を跨ぐ振動応力を与えたときの運動量拡散係数から実効粘度を計測し,従来の平衡変形理論および実験に比べてボイド率に対する粘度変動感度が10倍以上であることを明らかにした.またマイクロバブルを含む液体を低レイノルズ数向けのギアポンプに適用した結果,遷移域付近における乱流強度の低下が確認され,流体機械内におけるマイクロバブル複素粘度の機能的応用例を初めて提示することができた.分担者の田坂は,回転二重円筒内の波動テイラー渦領域におけるマイクロバブルの時空間的な数密度の疎密波の形成とそれに伴う変調波動テイラー渦への遷移の抑制を明らかにした.また疑似二次元水槽内でのマイクロバブルプルームの成長過程の可視化計測を行い,マイクロバブル対流がもつ自己組織化機能の実験的確認に成功した.分担者の北川は,水の電気分解により発生したマイクロバブルを鉛直加熱平板に沿う自然対流場に注入し,熱電対を用いた多点同時温度計測と画像処理を用いた気泡径および気泡層厚さ計測を行った.その結果,気泡注入時の熱伝達率の増減と気泡層厚さの変動との関連性を示した.分担者の石川は,気泡を含む上昇噴流において,粒子画像流速測定法(PIV)を用いて,気泡周囲の液相流速分布を計測した.その周囲流体の時系列の流速分布を固有直交分解(POD)法により,モードごとの時間的・空間的な流動構造...
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 21360077
  • 大気流動の時空間構造測定に向けたPIV技術の開拓研究
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2006年 - 2008年
    武田 靖, 村井 祐一, 田坂 裕司
    気流の空間的構造を定量計測するPIV(Particle Image Velocimetry)を技術開発することを目的とし3年間の研究の実施を通じて多面的な成果を上げた. 大規模な気流計測における主要な問題は, 環境負荷の少ないトレーサを開発すること, ならびに三次元非定常構造を定量捕獲するための光学設計, さらには速度ベクトルデータの高密度化であった. 平成18年度は, トレーサの開発としWatermist法, Soap Bubble法, ならびにTuft Resonance法について検討を行い, さらにPIVに適合したトレーサの注入方法を設計・検定した. これと同時に300m規模の大気流動場を三次元計測する問題点提起実験を実施した. 平成19年度は開発したトレーサ注入法と光学系を実例計測によりデモンストレーション実験した. 計測対象は竜巻のPIV計測, 樹木や鉄塔をモデル化した透過性物体の周囲空間流動のPIV計測である. 平成20年度は大気ダウンバーストを室内モデル実験置換し, カラートモグラフィックPIV技術の実証実験を実施した. これらの開発の結果, 従来まで低密度データの2次元計測に制約されてきた気流構造計測が, 3次元高密度データ取得が可能となるに至った. また応用実験から気流のもつ固有の流動場が新たに発見され, これらについてのダイナミクスを論文等で発表した.
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 18360082
  • 地球流体核の乱流運動を知る
    科学研究費補助金(基盤研究(A))
    2006年 - 2008年
    浜野 洋三, 武田 靖, 隅田 育郎, 櫻庭 中, 柳澤 孝寿, 藤 浩明, 田坂 裕司, 吉原 新
    本研究では、磁場変動の観測、室内実験、及び数値シミュレーションを相互に連携して進めた。磁場変動の観測では、北西太平洋海底の2 観測点での長期計測を実現し良質なデータを得た。室内実験では、液体金属の熱対流に水平及び垂直方向の磁場を印加し、磁場強度の増加による対流の様相並びに乱流スペクトルの変化をとらえることに成功した。数値シミュレーションでは、球殻熱対流ダイナモを数多くの設定で実現し詳細な解析を行った。これらを総合することで、地球流体核の乱流状態に関する示唆が得られた。
    文部科学省, 基盤研究(A), 東京大学->独立行政法人海洋研究開発機構, 連携研究者, 競争的資金, 18204038
  • 液-液体金属二層流れの振る舞いを知るための実験研究
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2006年 - 2007年
    田坂 裕司
    液-液体金属二層流れは,地球物理学におけるコアーマントル境界の問題からシリコン単結晶生産における品質管理まで,幅広い分野に関係する現象である.それらの問題を解決するため主に以下に示す4つのテーマで事件研究を遂行し,それぞれ結果を得た.(1)液体金属内熱対流と磁場による制御 複数線での超音波流速分布計測(UVP)により、液体ガリウム中に形成される対流セルの3次元運動を調べた.また、得られた速度分布変動と、サーミスタによる温度計測結果の周波数解析を行い、時間変動のスケールを明らかにした.さらに,ヘルムホルツコイルにより形成された一様磁場による制御に取り組み,対流中に現れる短い時間スケールの変動を抑制すると共に,対流セルの上記のサイズを変化させることに成功した.(2)液体金属のスピンアップにおける過渡的な流れを用いた実効粘性と透磁率の測定 一様磁場中に置かれた円筒に液体金属を満たし回転させ、スピンアップ時の過渡的な変動磁場と速度分布変化を計測した.この結果から液体金属の磁場中における実効粘性と透磁率を求めた.計測はおもにフランス、非平衡現象研究所(IRPHE)で行った.(3)自由界面を有する回転流れの表面形状Switching現象 この現象に関して,流れを理解するための実験研究を行い,それを制御するための知見を得た.また液体金属は粘性の効果が小さく乱れやすいが,表面張力が大きく界面...
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18760116

産業財産権

  • レオロジー物性演算装置、レオロジー物性計測システム、レオロジー物性演算方法及びレオロジー物性演算プログラム　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 田坂裕司, 大家広平, 国立大学法人北海道大学
    特願2025-129856, 2025年08月04日
  • 非接触型レオロジー物性計測装置、システム、プログラムおよび方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 田坂裕司, 芳田泰基, 村井祐一
    特願2019-056493, 2019年03月25日
    特許7412786, 2024年01月04日
  • 超音波物性測定装置　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 田坂裕司, 芳田泰基, 大家広平, 国立大学法人北海道大学
    特願2021-029219, 2021年02月25日
  • 流体モニタリング装置およびそれを用いた船体摩擦抵抗低減システム　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 田坂裕司, 村井祐一, 武田靖
    特願2010-023385, 2010年02月04日
    特許5532220
    2014年05月09日
  • 回転翼式気泡発生装置　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 村井祐一, 田坂裕司, 熊谷一郎
    特願2010-039873, 2010年02月25日
    特許5501028
    2014年03月20日
  • Ultrasonic multiphase flowmeter, ultrasonic multiphase flow rate measurement program, and multiphase flow rate measurement method using ultrasonic wave　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 武田靖, 村井祐一, 田坂裕司
    特願2009-541148, 2008年11月12日
    特許5208124
    2013年03月01日

主な担当授業

  • 流体工学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 流れの遷移と制御特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • エネルギー環境システム工学特別ラボラトリーセミナー, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 流体工学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 流れの遷移と制御特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • エネルギー環境システム工学特別ラボラトリーセミナー, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • エネルギー工学概論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 応用数学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 流体力学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 熱流体力学演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 工学部