研究室の概要

エネルギー第4研究室（川島研）は，熱，流体に見られる移動現象について実験，数値的研究を行っています．
特に，液体中に気体（気泡）を含む系（混相流，気液二相流）を主に研究対象としています．
気泡は，海，山，川をはじめとした自然界や，ポンプなどの流体機械，美容・医療器械，工業プラント，海洋利用など， 私達の身の周りでも容易に見られる現象です．

このように普遍性の高い研究課題を扱っているため， 私たちは機械分野にとらわれることなく様々な分野へアプローチしています．

エネルギー第4研究室（石間研，川島研）紹介資料　(PDF 493KB)

現在の研究テーマ

減圧沸騰化における蒸気･ガス気泡の運動 ポンプ，スクリューに代表される流体機械には， 流体が加速することにより沸騰が生じる現象（キャビテーション）が問題となる場合があります． キャビテーションは， 気泡の運動時に界面での熱・物質輸送（相変化，ガスの拡散，熱伝導など）をともなうため， 複雑な様相となります． ここでは特に気泡の半径運動に着目して， 可視化撮影実験や，数値シミュレーションを用いてその現象解明に取り組んでいます．

単一冷媒液滴から発泡する気泡の膨張，収縮，崩壊挙動の計測 キャビテーションの崩壊にともなう高い圧力は， 流体機械に対して壊食，振動，騒音を引き起こすことからこれを抑制することが望まれています． 本研究では不溶性冷媒を用いたキャビテーション抑制法を確立するため， その素過程となる単一気泡からの発泡，崩壊運動に着目した運動を解析を行っています．

管内流路を用いたキャビテーション抑制 液体を作動流体とする流体機械ではキャビテーションは機械の振動，騒音など様々な性能低下を引き起こすことから， その抑制が望まれています． ここでは円管回流水槽を用いて， キャビテーション抑制に関して可視化計測，圧力計測を主体とした実験的研究を行います．

液滴，鋼球の静止水面衝突挙動 単一液滴の水面衝突挙動は古くから調べられていますが， 例えばオイル−水など，異なる流体の衝突現象についてはあまりわかっていません． ここでは，異種液滴の衝突を対象に，特に静止液体中への気泡の巻込み挙動について調べています． また，単一鋼球や複数鋼球を用いた水面衝突における気泡の巻込み挙動についても実験的に調べています．

電子部品周りの伝熱特性の評価 電子機器から発する熱は，機器の性能を劣化させる場合があります． 機器からの放熱を促進するためには，フィンや送風を利用することが考えられますが， 機器の工業利用上そのような措置を与えることが難しい場合も多くあります． ここでは、電子機器からの放熱促進・抑制について調べています．

研究室の雰囲気

　基本的に研究室の学生は，１人１テーマを担当して研究を行います． 実験装置を共有する場合や， 同一の実験で異なるテーマとなる場合もあります．

　各研究テーマは学生の主体性に任せています． その大きな理由の一つに，長い期間，短い期間でのタイムスケジュールを自分で計画し， 自分から率先し，積極的に研究活動に取り組んで欲しいためです．

　研究活動は，自分のアイディアを実際に「形」にすること， 自分が分からなかったことを自分の「力」で確かめることが魅力の一つだと思います．

研究活動は，「部活」や「サークル」活動に近いものだと思います． 多くの学生が，今までの生活の中でその大半の時間を注いで注力した出来事があったかと思います． 研究での活動は，自分から率先して積極的に参加すればするほど面白くなっていきます． 研究室の雰囲気が知りたい人は是非一度 3号館 5階まで足を運んでみてください． 研究室の学生が楽しそうに研究しているか見てもらえば直ぐに分かると思います．

過去の研究テーマ例

• 気液二相流注の個別気泡情報の抽出
• 干渉画像法を用いた粒径計測
• 加熱気体を用いた微小気泡発生法
• 垂直多孔板における伝熱特性の評価
• 屋上緑化による熱輸送抑制の評価
• 画像計測による波高計測