南川 久人 (ミナガワ ヒサト)

MINAGAWA Hisato

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職名

教授

研究分野・キーワード

流体工学

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http://cont4.mech.usp.ac.jp/

プロフィール

研究課題(研究概要)
(1)管内混相流の流動特性に関する研究:気相、流相、固相のうちの少なくとも2種類以上、あるいは混じり合わない液相どうしの流れを混相流という。混相流が管内、あるいは容器内を流れるとき、気相や液相の単相流と比較して、非常に複雑な物理現象が生じる。特に、砲弾型の大気泡と円筒型の液体スラグが交互に流れるスラグ流領域に注目している。
(2)マイクロバブルに関する研究:非常に小さい気泡-マイクロバブル-は、応用面に大きな可能性を持っている。その発生装置、マイクロバブルによる湖沼の水質浄化やさまざまな応用について研究している。
(3)マイクロチューブ内の二相流に関する研究:マイクロマシンやMEMSが注目される中、内径数10μm程度のマイクロチューブの内部を流れる二相流に対して、実験的に研究している。
(4)超音波流速計による流速測定:気泡の周囲などを超音波を用いて測定し、その流動について研究している。
研究業績等(概要)
(1)気液・固液二相流の体積率推算法の研究:気相/固相と液相が同時に管内を流れるこれら二相流においては、たとえ流量の構成比率が既知でも管内では相間にスリップがあるため、管内体積率は簡単には推測できない。各種の推算式が提案されているが、新たに浮遊体積流束に基づく体積率の推算法を提案した。
(2)管内混相流のモデリング:これまで体積という概念中心に行われてきたモデリングを、質量、運動量、エネルギーといった量に対してアナロジー的に拡張した。その結果、混相流の種類によってはこれらに基づいたモデルの方がより適切であることがわかった。
(3)管内固気液三相流の研究:まだ未知の部分が多いこの混相流に対して、実験的、およびモデリングによって流動特性を解明してきた。
(4)マイクロバブルの特性とその利用方法:マイクロバブルによる物質移動効果の向上を利用し、液相への気相溶解効率が非常に高いことを確認した。また、これを利用した湖沼等の水質浄化システムを提案し、ダム湖において実証した。

出身学校 【 表示 / 非表示

  • 神戸大学  工学部  生産機械工学科  1984年03月

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 神戸大学  工学研究科  生産機械工学専攻  修士課程  1986年03月

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学)  神戸大学  1997年09月

  • 工学修士  神戸大学  1986年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 滋賀県立大学  工学部  学部長等   2017年04月 ~ 現在

  • 滋賀県立大学  工学部  機械システム工学科  教授   2008年04月 ~ 現在

  • 滋賀県立大学  工学部  機械システム工学科  准教授   2007年04月 ~ 2008年03月

  • 滋賀県立大学  工学部  機械システム工学科  助教授   2001年04月 ~ 2007年03月

  • 滋賀県立大学  工学部  機械システム工学科  講師   1995年04月 ~ 2001年03月

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 神戸大学  助手   1986年04月 ~ 1995年03月

  • インペリアルカレッジ・ロンドン  アカデミック・ビジター   2003年08月 ~ 2004年01月

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会  

  • 日本実験力学会  

  • 日本伝熱学会  

  • 日本混相流学会  

研究分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 流体工学

 

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • マイクロバブルの諸特性に関する研究

    マイクロバブル、物理特性

  • マイクロバブルを用いた植物の栽培促進に関する研究

    マイクロバブル、水耕栽培

  • マイクロチューブ内気液二相流に関する研究

    マイクロチューブ,スラグ流、ボイド率,摩擦損失

  • マイクロバブルを用いた水質浄化法に関する研究

    マイクロバブル、水質浄化

  • 管内混相流の巨視的・微視的流動特性に関する研究

    混相流、体積率、圧力降下

論文 【 表示 / 非表示

  • マイクロバブルのゼータ電位が水耕コマツナの生育に及ぼす影響

    南川 久人, 松村 怜, 畑 直樹,原田 英美子,栗本 遼, 安田 孝宏,宮嵜 一樹

    日本実験力学会  実験力学  18 (3)   214 ~ 221  2018年09月

    10.11395/jjsem.18.214  共著  共同(主担当)

  • Improvement in wing performance using a wing with sinusoidal leading edge (The effect of the wing camber and the wing camber position)

    Keita Fukui, Takahiro Yasuda, Hisato Minagawa, Ryo Kurimoto

    エアロ・アクアバイオメカニズム学会  Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms  8 (1)   13 ~ 19  2019年03月

    https://doi.org/10.5226/jabmech.8.13  共著  共同(副担当)

  • Numerical investigation of bubble shape and flow field of gas–liquid slug

    Ryo Kurimoto, Kosuke Hayashi, Hisato Minagawa, AkioTomiyama

    Elsevier  International Journal of Heat and Fluid Flow  74   28 ~ 35  2018年12月

    10.1016/j.ijheatfluidflow.2018.09.008  共著  共同(副担当)

  • Effect of the Reynolds Number on the Performance of a NACA0012 Wing with Leading Edge Protuberance at Low Reynolds Numbers

    Takahiro Yasuda, Keita Fukui, Keiji Matsuo, Hisato Minagawa & Ryo Kurimoto

    Springer  Flow, Turbulence and Combustion    2018年09月

    10.1007/s10494-018-9978-3  共著  共同(副担当)

  • マイクロバブル水を用いた浸漬洗浄に関する基礎的研究

    南川 久人, 杉本 健太, 栗本 遼, 安田 孝宏

    日本実験力学会  実験力学  17 (4)   298 ~ 303  2017年12月

    10.11395/jjsem.17.298  共著  共同(主担当)

  • Void fraction and pressure drop measurement of gas-liquid slug flow in square microchannels

    Ryo Kurimoto, Yusuke deguchi, Hisato Minagawa, Takahiro Yasuda

      10th International Symposium onMeasurement Techniques for Multiphase Flow  ISMTMF (R001)   n1 ~ n2  2017年12月

    共著  共同(副担当)

  • Effect of collision and velocity model of lattice Boltzmann model on three-dimensional turbulent flow simulation

    Yasuda T., Hashimoto T., Tanno I., Tanaka Y., Minagawa H., Morinishi K., Satofuka N.

    Taylor & Francis  International Journal of Computational Fluid Dynamics  31 (4-5)   258 ~ 268  2017年05月

    10.1080/10618562.2017.1333605  共著  共同(副担当)

    [概要]

    © 2017 Informa UK Limited, trading as Taylor & Francis Group. Various collision and velocity models of the lattice Boltzmann model (LBM) were compared to determine their effects on the efficiency of a three-dimensional homogeneous isotropic decaying turbulent flow simulation. We determined that a decrease in the number of velocities, in particular, 13-velocities, which can be used in the quasi-equilibrium lattice Boltzmann and in the multiple-relaxation time models (MRT), could considerably decrease the computational effort. However, decreasing the number of velocities deteriorates the stability and the accuracy of the results. By comparing the collision models, we also determined that the stability of the entropic lattice Boltzmann model (ELBM), and 19- and 27- velocity MRT is much higher than in other models. However, the numerical viscosity introduced by the ELBM underestimates the enstrophy, and the computational effort increases because of the calculation overhead required to solve the additional equations if special care is not given to the calculation.

  • Prediction models of void fraction and pressure drop for gas-liquid slug flow in microchannels

    Kurimoto R., Nakazawa K., Minagawa H., Yasuda T.

    Elsevier  Experimental Thermal and Fluid Science  88   124 ~ 133  2017年01月

    10.1016/j.expthermflusci.2017.05.014  共著  共同(副担当)

    [概要]

    © 2017 Elsevier Inc. The void fraction and pressure drop of gas-liquid slug flow in a circular microchannel were measured using a high-speed video camera and image processing method. Water and two types of glycerol-water solutions were used as the liquid phase, and N2 gas was used as the gas phase. Four microchannels with different diameters (200, 320, 500, and 700 μm) were used. The measured data were compared with the existing and newly developed models. The following conclusions were obtained: (1) the pressure drop was predicted using the model proposed by Warnier et al. (2010) with the liquid film thickness model proposed by Han and Shikazono (2009) within ±20%, (2) a distribution parameter model developed in this study can predict the distribution parameter within ±10% and is more reliable than the other models.

  • Velocity and shape of single bubble in horizontal cylindrical channel

    Ryo Kurimoto, Hisato Minagawa, Takahiro Yasuda

     11th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics   1 ~ 5  2016年11月

    共著  共同(副担当)

  • Effects of surfactant on quasi-static bubble growth from an orifice

    Ryo Kurimoto, Takahiro Yasuda, Hisato Minagawa

     Chemical Engineering and Processing: Process Intensification  104   154 ~ 159  2016年06月

    共著  共同(副担当)

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著書 【 表示 / 非表示

総説・解説記事 【 表示 / 非表示

  • 農水産業分野におけるファインバブルのさまざまな応用展開について

    秦 隆志、南川 久人

    (公社)日本水環境学会  水環境学会誌  41 (5)   173 ~ 177  2018年05月

     共著  共同(副担当)

  • 生物とファインバブル~微生物、植物および動物に与えるファインバブルの影響~

    秦 隆志、南川 久人、氷室 昭三

    日本工業出版  超音波TECHNO  30 (2)   34 ~ 37  2018年04月

     共著  共同(副担当)

  • 第14回関西伝熱セミナー「自然エネルギー・環境問題の現状と今後の可能性」

    南川久人,野口佳樹

    日本伝熱学会  伝熱  55 (230)   51 ~ 53  2016年01月

     共著  共同(主担当)

  • 第36回レクチャーシリーズ「光・超音波による流動場センシング 単相流から混相流まで」開催報告

    南川 久人

    日本混相流学会  混相流 25巻3号   260 ~ 263  2011年09月

     単著  

  • 大深度をもつダム湖や湖沼のマイクロバブルを用いた水質浄化について

    南川久人

    日本機械学会  日本機械学会流体工学部門ニューズレター「流れ」  2010年 (9月)   1 ~ 4  2010年09月

     単著  

  • マイクロバブルの基礎とその発生装置

    南川 久人

    繊維機械学会  繊維機械学会誌  63 (7)   362 ~ 366  2010年07月

     単著  

  • 第11回関西伝熱セミナーの報告

    功刀資彰、河原全作、岩井 裕、巽 和也、齋藤元浩、南川久人、浅野 等、芝原正彦

    日本伝熱学会  伝熱 Vol.49,No.207   43 ~ 44  2010年04月

     共著  共同(副担当)

  • マイクロバブルによる酸素溶解

    南川久人,山田哲史

    日本化学工学会  化学工学誌  71 (3)   182 ~ 185  2007年06月

     共著  共同(主担当)

  • 固気液三相流の計測

    赤対秀明,南川久人,細川茂雄

    日本混相流学会  混相流  14 (3)   270 ~ 279  2000年09月

     共著  共同(副担当)

  • 気液二相流のボイド率相関式

    南川 久人

    日本混相流学会  日本混相流学会二流体モデル評価専門委員会成果報告書   10 ~ 12  1992年04月

     単著  

会議での講演 【 表示 / 非表示

  • ホウレンソウ、コマツナの水耕栽培に及ぼすマイクロバブルの影響

    日本機械学会関西支部第19回秋季技術交流フォーラム、気液二相流技術懇話会  2018年10月

  • 矩形マイクロチャネル内気液二相テイラー流に関する研究

    日本混相流学会・混相流シンポジウム2018  2018年08月

  • ゼータ電位の異なるマイクロバブルがコマツナの生育に与える影響(生育実験と元素分析)

    日本混相流学会・混相流シンポジウム2018  2018年08月

  • 前縁波形状翼を用いた翼性能の改善に関する研究(翼キャンバーの影響)

    日本機械学会関西支部第93期定時総会講演会  2018年03月

  • 振動平板ポンプの開発および性能評価に関する研究

    日本機械学会関西支部第93期定時総会講演会  2018年03月

  • ターボ形遠心送風機の小風量域における騒音 低減に関する研究 (数値解析による流れ場の 調査)

    日本機械学会2017年度年次大会  2017年09月

  • 低レイノルズ数領域で用いる前縁波形状翼の最適な形状に関する研究

    日本機械学会2017年度年次大会  2017年09月

  • pHが異なる低濃度培養液でのマイクロバブル処理が水耕コマツナの生育に及ぼす影響

    園芸学会平成29年度秋季大会  2017年09月

  • 清浄及び汚染系におけるマイクロチャネル内気液二相スラグ流に関する研究

    日本混相流学会・混相流シンポジウム2017  2017年08月

  • マイクロバブルのゼータ電位がコマツナの生育に及ぼす影響

    日本混相流学会・混相流シンポジウム2017  2017年08月

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研究シーズ 【 表示 / 非表示

  • マイクロバブルやマイクロチューブ内流れなど環境やエコ技術に関連する混相流工学の研究

 

競争的資金(科学研究費補助金・振興調整費・JSPS等) 【 表示 / 非表示

  • 共振駆動による進行波を利用した燃料電池用改質水ポンプの開発

    滋賀県立大学  科学研究費補助金 基盤研究(C)   2016年04月 ~ 2017年03月

  • 共振駆動による進行波を利用した燃料電池用改質水ポンプの開発

    滋賀県立大学  科学研究費補助金 基盤研究(C)   2015年04月 ~ 2016年03月

  • 共振駆動による進行波を利用した燃料電池用改質水ポンプの開発

    滋賀県立大学  科学研究費補助金 基盤研究(C)   2014年04月 ~ 2015年03月

  • マイクロバブルによる水環境改善に及ぼす各種パラメータの影響把握とその原因の解明

    滋賀県立大学  科学研究費補助金 基盤研究(C)   2011年04月 ~ 2012年03月

  • マイクロバブルによる水環境改善に及ぼす各種パラメータの影響把握とその原因の解明

    滋賀県立大学  科学研究費補助金 基盤研究(C)   2010年04月 ~ 2011年03月

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学部講義等担当 【 表示 / 非表示

  • 流体力学Ⅰ

  • 流体力学Ⅱ

  • 技術者倫理

  • 機械システム工学概論

  • 人間探求学(機械システム)

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大学院講義担当 【 表示 / 非表示

  • 総合工学セミナー

  • 応用流体機械

  • 混相流工学

 

国・地方公共団体等における審議会・委員会等の委員 【 表示 / 非表示

  • 滋賀県東北部工業技術センター  運営懇話会  委員   2017年09月 ~ 現在

  • 滋賀県立河瀬高等学校・中学校  学校評議員  委員   2015年04月 ~ 2018年03月

  • 厚生労働省  粉じん対策指導委員  委員   2005年02月 ~ 現在

学会等における役職 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会  流体工学部門運営委員会委員   2018年04月 ~ 2019年03月

  • 関西工学教育協会  評議員   2017年04月 ~ 現在

  • 日本混相流学会  混相流リエゾン委員会委員長   2016年08月 ~ 現在

  • 日本混相流学会  混相流シンポジウム2016実行委員会委員   2015年08月 ~ 2016年07月

  • ファインバブル学会連合  評議員   2015年04月 ~ 2018年03月

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学外の社会活動 【 表示 / 非表示

  • 滋賀快適職場推進協議会 委員   2007年03月 ~ 2011年02月

  • 多賀町 少年少女発明クラブ 企画運営委員会 委員   2006年04月 ~ 2009年03月