機械・宇宙航空工学部門
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フッ素系難燃剤の難燃性能に対する流れの滞留時間の影響：CH₂F₂とCH₄の吹き消え限界の比較
本研究では、微小重力環境下において ETFE に代表されるフッ素樹脂の可燃性が増大する要因を明らかにすることを目的として、ハイドロフルオロカーボン（HFC）燃料および炭化水素（HC）燃料の燃焼特性を詳細化学反応の観点から解析した。その結果、CH₂F₂ は CH₄ と異なり、吹き消え限界の酸素濃度に対する感度が極めて小さいことが示された。CH₂F₂ 火炎では火炎温度が低く、H および OH ラジカルの生成が抑制されており、これは HF 生成経路が支配的となることでラジカル連鎖反応が阻害されるためである。一方、CH₂F₂ は吹き消えを起こしやすい特性を有するものの、高い断熱火炎温度を維持するため、十分な滞留時間が確保されれば低酸素濃度条件下でも燃焼が成立することが明らかとなった。
骨梁衝撃強さとマイクロアーキテクチャに基づく海綿骨動的強度特性の発現機序
骨粗鬆症では軽微な衝撃で海綿骨部位に骨折が多発する。骨量だけでなく骨梁の衝撃強さとマイクロアーキテクチャが動的強度を決めると仮定し、これを実験的に解明することで骨折リスクの診断・制御を目指す。
山田 悟史, 清水 智弘, 藤﨑 和弘
科学研究費助成事業 基盤研究(B) R7.4.1～R10.3.31
生体骨模倣多孔質構造による衝撃吸収・耐久性に優れた３Ｄプリント可能な頭部保護部材の開発
生体内で力学的に最適化された生体骨構造に基づき発明した海綿骨模倣構造を用いて、繰り返し衝撃も吸収可能な優れた衝撃吸収・耐久性を持つ3Dプリント可能な新しい頭部保護部材を開発する。身体保護具や精密機器輸送用緩衝材にも展開できる。
山田 悟史, 張 月琳, 川島 圭太
研究成果展開事業研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP） 産学共同ステージⅠ（育成フェーズ） R6.12.1～R9.3.31
Investigation of Single Ammonia Droplet Evaporation Characteristics Under High Temperature and Pressure Conditions
アンモニアはCO₂排出量を大幅に減らすための代替燃料として有望であるが、その効率的な利用のためには、液体のまま直接噴霧して燃焼利用するための技術開発が必要となる。本研究では、世界で初めて高温高圧条件下におけるアンモニア液滴の蒸発特性を明らかにするとともに、アンモニア噴霧燃焼技術開発に必要な液滴蒸発データを取得した。
Leang So Khuong, Nozomu Hashimoto, Yu Ito, Nobuto Nakamichi, Yusuke Konno, Osamu Fujita
モード分解を用いた流体構造連成の時空間モード抽出
流体構造連成解析で得られた構造変形の時空間モードを動的モード分解によって抽出する手法を提案した。これを用いることで、流体による力が大きな構造変形を伴うような対象、たとえば柔軟構造エアロシェルなど、に対して、主要な構造変形モードを明らかにすることができるようになった。