2026/03/10 更新

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カメタニ　ユキノリ
亀谷　幸憲
KAMETANI YUKINORI
所属
学部 理工学部 専任講師
職名
専任講師
外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 2013年3月   慶應義塾大学 ）

研究キーワード

  • 生物流体

  • 流体工学

  • 形状最適化

  • 熱工学

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 熱工学  / 伝熱促進

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学  / 流体制御

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学  / 形状最適化

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 設計工学  / 形状最適化

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学  / 生体流体力学

学歴

  • 慶應義塾大学大学院   理工学研究科   開放環境科学専攻博士課程

    2010年4月 - 2013年3月

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  • 慶應義塾大学大学院   理工学研究科   開放環境科学専攻修士課程

    2008年4月 - 2010年3月

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  • 慶應義塾大学   理工学部   機械工学科

    2004年4月 - 2008年3月

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経歴

  • 明治大学   理工学部 機械情報工学科   専任講師   博士（工学）

    2021年4月 - 現在

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    国・地域：日本国

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  • 東京大学   生産技術研究所   特任助教

    2018年4月 - 2020年3月

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  • 東京大学   生産技術研究所   特任研究員

    2015年4月 - 2018年3月

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  • KTHストックホルム王立工科大学   リンネフローセンター   ポストドクター

    2014年4月 - 2015年3月

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  • 慶應義塾大学   機械工学科   JSPS特別研究員（PD)

    2013年4月 - 2014年3月

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所属学協会

委員歴

  • 日本流体力学会   流体力学会年会2019実行委員  

    2018年10月 - 2019年9月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本機械学会   動力エネルギー部門講演会実行委員  

    2018年 - 2019年   

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    団体区分：学協会

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論文

  • Complex relationship among vessel diameter, shear stress and blood pressure controlling vessel pruning during angiogenesis. 国際誌

    Vivek Kumar, Yosuke Hasegawa, Prashant Kumar, Takao Hikita, Mingqian Ding, Yukinori Kametani, Masanori Nakayama

    PLoS computational biology   22 ( 1 )   e1013565   2026年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Blood vessel pruning during angiogenesis is the optimization process of the branching pattern to improve the transport properties of a vascular network. Recent studies show that part of endothelial cells (ECs) subjected to lower shear stress migrate toward vessels with higher shear stress in opposition to the blood flow for vessel regression. While dynamic changes of blood flow and local mechano-stress could coordinately modulate EC migration for vessel regression within the closed circulatory system, the effect of complexity of haemodynamic forces and vessel properties on vessel pruning remains elusive. Here, we reconstructed a 3-dimentsional (3D) vessel structure from 2D confocal images of the growing vessels in the mouse retina, and numerically obtained the local information of blood flow, shear stress and blood pressure in the vasculature. Moreover, we developed a predictive model for vessel pruning based on machine learning. We found that the combination of shear stress and blood pressure with vessel radius was tightly correlated to vessel pruning sites. Our results highlighted that orchestrated contribution of local haemodynamic parameters was important for the vessel pruning.

    DOI： 10.1371/journal.pcbi.1013565

    PubMed

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  • Numerical evaluation reveals the effect of branching morphology on vessel transport properties during angiogenesis. 国際誌

    Fatemeh Mirzapour-Shafiyi, Yukinori Kametani, Takao Hikita, Yosuke Hasegawa, Masanori Nakayama

    PLoS computational biology   17 ( 6 )   e1008398   2021年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Blood flow governs transport of oxygen and nutrients into tissues. Hypoxic tissues secrete VEGFs to promote angiogenesis during development and in tissue homeostasis. In contrast, tumors enhance pathologic angiogenesis during growth and metastasis, suggesting suppression of tumor angiogenesis could limit tumor growth. In line with these observations, various factors have been identified to control vessel formation in the last decades. However, their impacts on the vascular transport properties of oxygen remain elusive. Here, we take a computational approach to examine the effects of vascular branching on blood flow in the growing vasculature. First of all, we reconstruct a 3D vascular model from the 2D confocal images of the growing vasculature at postnatal day 5 (P5) mouse retina, then simulate blood flow in the vasculatures, which are obtained from the gene targeting mouse models causing hypo- or hyper-branching vascular formation. Interestingly, hyper-branching morphology attenuates effective blood flow at the angiogenic front, likely promoting tissue hypoxia. In contrast, vascular hypo-branching enhances blood supply at the angiogenic front of the growing vasculature. Oxygen supply by newly formed blood vessels improves local hypoxia and decreases VEGF expression at the angiogenic front during angiogenesis. Consistent with the simulation results indicating improved blood flow in the hypo-branching vasculature, VEGF expression around the angiogenic front is reduced in those mouse retinas. Conversely, VEGF expression is enhanced in the angiogenic front of hyper-branching vasculature. Our results indicate the importance of detailed flow analysis in evaluating the vascular transport properties of branching morphology of the blood vessels.

    DOI： 10.1371/journal.pcbi.1008398

    PubMed

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  • Dissimilar heat transfer enhancement in a fully developed laminar channel flow subjected to a traveling wave-like wall blowing and suction 査読

    Arjun J. Kaithakkal, Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa

    International Journal of Heat and Mass Transfer   164   2021年1月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120485

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  • Heat transfer enhancement and pressure loss in a plate-fin heat exchanger with V-shaped oblique wavy surface 査読

    Jiaming Gong, Junya Onishi, An He, Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa, Naoki Shikazono

    International Journal of Heat and Mass Transfer   161   2020年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120263

    Web of Science

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  • Dissimilarity between turbulent heat and momentum transfer induced by a streamwise travelling wave of wall blowing and suction 査読

    Arjun J. Kaithakkal, Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa

    Journal of Fluid Mechanics   886   2020年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1017/jfm.2019.1045

    Web of Science

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  • A new framework for design and validation of complex heat transfer surfaces based on adjoint optimization and rapid prototyping technologies 査読

    Yukinori Kametani, Yutaka Fukuda, Takayuki Osawa, Yosuke Hasegawa

    Journal of Thermal Science and Technology   15 ( 2 )   1 - 15   2020年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/jtst.2020jtst0016

    Web of Science

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  • Design of a pumpless chaotic mixing device driven by the vibration-induced flow 査読

    Kanji Kaneko, Takayuki Osawa, Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa, Hiroaki Suzuki

    21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2017   255 - 256   2020年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Topology optimization of electrolyte-electrode interfaces of solid oxide fuel cells based on the adjoint method 査読

    Junya Onishi, Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa, Naoki Shikazono

    Journal of the Electrochemical Society   166 ( 13 )   F876 - F888   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1149/2.0031913jes

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  • Numerical and experimental analyses of three-dimensional unsteady flow around a micro-pillar subjected to rotational vibration 査読 国際誌

    Kanji Kaneko, Takayuki Osawa, Yukinori Kametani, Takeshi Hayakawa, Yosuke Hasegawa, Hiroaki Suzuki

    Micromachines   9 ( 12 )   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3390/mi9120668

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  • Adjoint-based shape optimization for turbulent convective heat transfer with a hybrid RANS-DNS approach 査読

    Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa

    International Heat Transfer Conference   2018-August   5011 - 5018   2018年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • A numerical model for three-dimensional analysis of vibration-induced flow 査読

    Kanji Kaneko, Takayuki Osawa, Yukinori Kametani, Yosuke Hasegawa, Hiroaki Suzuki

    22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2018   1   465 - 467   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Optimal control of heat and fluid flow in a channel at low Reynodls numbers 査読

    Arjun J. Kaithakkal, Yukinori Kametani, Kimio Kohara, Tatsuya Yoshida, Yosuke Hasegawa

    International Heat Transfer Conference   2018-August   5585 - 5592   2018年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1615/ihtc16.hte.023670

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  • Drag reduction capability of uniform blowing in supersonic wall-bounded turbulent flows 査読

    Yukinori Kametani, Ayane Kotake, Koji Fukagata, Naoko Tokugawa

    Physical Review Fluids   2 ( 12 )   2017年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevFluids.2.123904

    Web of Science

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  • Drag reduction in spatially developing turbulent boundary layers by spatially intermittent blowing at constant mass-flux 査読

    Yukinori Kametani, Koji Fukagata, Ramis Örlü, Philipp Schlatter

    Journal of Turbulence   17 ( 10 )   913 - 929   2016年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/14685248.2016.1192285

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  • Effect of uniform blowing/suction in a turbulent boundary layer at moderate Reynolds number 査読

    Yukinori Kametani, Koji Fukagata, Ramis Örlü, Philipp Schlatter

    International Journal of Heat and Fluid Flow   55   132 - 142   2015年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.ijheatfluidflow.2015.05.019

    Web of Science

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  • 0620 壁面一様吹出し/吸込みの空間発達乱流境界層への影響

    亀谷 幸憲, オウル ラミス, シュラッター フィリップ, 深潟 康二

    流体工学部門講演会講演論文集   2015 ( 0 )   _0620 - 1_-_0620-5_   2015年

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  • Direct numerical simulation of a turbulent mixing layer with a transversely oscillated inflow 査読

    Yukinori Kametani, Masayuki Kawagoe, Koji Fukagata

    JOURNAL OF FLUID SCIENCE AND TECHNOLOGY   10 ( 1 )   2015年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/jfst.2015jfst0004

    Web of Science

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  • Drag reduction in spatially developing turbulent boundary layers by blowing at constant mass-flux 査読

    Yukinori Kametani, Ramis Orlii, Koji Fukagata, Philipp Schlatter

    9th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena, TSFP 2015   1   2015年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Drag reduction in turbulent bounady layers: effect of uniform blowing and suction 査読

    Y. Kametani, K. Fukagata, R. Örlü, P. Schlatter

    Proc. 10th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modelling and Measurements (ETMM10)   2014年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Detached eddy simulation of spatially developing turbulent boundary layer at high Reynolds number with uniform blowing 査読

    R. Kidogawa, Y. Kametani, K. Fukagata

    Proc. 10th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modelling and Measurements (ETMM10)   2014年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Direct numerical simulation of turbulent mixing layers with periodic forcing induced inflow 査読

    Yukinori Kametani, Masayuki Kawagoe, Koji Fukagata

    International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena, TSFP 2013   3   2013年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Direct numerical simulation of spatially developing supersonic boundary layer for skin friction drag reduction 査読

    Y. Kametani, K. Fukagata

    Proc. 9th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modeling and Measurements (ETMM9)   Paper 0572   2012年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Direct numerical simulation of spatially developing turbulent boundary layers with uniform blowing or suction 査読

    Yukinori Kametani, Koji Fukagata

    Journal of Fluid Mechanics   681   154 - 172   2011年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1017/jfm.2011.219

    Web of Science

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  • Direct numerical simulation of spatially developing turbulent boundary layer for skin friction drag reduction by wall surface-heating or cooling 査読

    Yukinori Kametani, Koji Fukagata

    7th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena, TSFP 2011   2011-July ( 34 )   1 - 20   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1080/14685248.2012.710750

    Web of Science

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  • Near-field Development of a Turbulent Mixing Layer Periodically Forced by a Bimorph PVDF Film Actuator

    NAKA Yoshitsugu, TSUBOI Ken-ichiro, KAMETANI Yukinori, FUKAGATA Koji, OBI Shinnosuke

    Journal of Fluid Science and Technology (Web)   5 ( 2 )   156-168 (J-STAGE) - 168   2010年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    We have performed experiments in a turbulent mixing layer with periodic forcing introduced by a Piezo Film Actuator (PFA). Three different lengths of PFAs have been used, and the effects of various combinations of forcing amplitudes and frequencies are investigated. The forcing at the first and second sub-harmonic frequencies against the natural frequency enhances the development of the thickness of the mixing layer: the mixing layer spreads due to the forcing. On the other hand, the forcing near the natural frequency suppresses the development: the mean velocity gradient becomes steeper than the no control case. The vector pattern of the periodic velocity components indicated the formation of the vortical structure. By forcing at the natural and its first sub-harmonic frequencies, two counter-rotating vortices are clearly observed in one period of forcing. By forcing at second sub-harmonic frequency, the vortical structure is found only in the downstream region. The distribution of the periodic Reynolds shear stress significantly varies with the forcing frequency and it takes a positive value when forcing occurs near the natural frequency. However, the total value of the Reynolds shear stress remains negative due to the contribution of the turbulent components.

    DOI： 10.1299/jfst.5.156

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MISC

  • 熱流体システムへの最適制御理論の応用

    長谷川 洋介, 亀谷 幸憲, 中倉 満帆, 伊藤 宗嵩

    計測と制御   59 ( 8 )   527 - 534   2020年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 計測自動制御学会  

    DOI： 10.11499/sicejl.59.527

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  • 壁乱流における乱流熱・運動量輸送の非相似性に関する収支解析

    カイタッカラ アルジュン ジョン, 亀谷 幸憲, 長谷川 洋介

    生産研究   72 ( 1 )   15 - 18   2020年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：東京大学生産技術研究所  

    <p>本研究では，進行波状の吹き出し/ 吸い込みを与えた完全発達チャネル乱流場における伝熱促進メカニズムの解析を行った．制御入力の周期性を考慮し，乱流変動を位相平均成分とそれ以外のランダム成分に分解した．これら二成分による非相似伝熱促進への寄与の収支解析を行い，二つの主要なメカニズムを抽出した．また，ランダム成分の非相似伝熱促進への寄与が支配的であることを示すとともに，それは位相平均成分との相互作用によって生じることを明らかにした．</p>

    DOI： 10.11188/seisankenkyu.72.15

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  • 毛細血管網の分岐形態が微小循環の輸送特性に与える影響 (特集 注目研究in年会2019)

    亀谷 幸憲, MIRZAPOURSHAFIYI Fatemeh, 中山 雅敬, 長谷川 洋介

    ながれ : 日本流体力学会誌 = Nagare : journal of Japan Society of Fluid Mechanics   38 ( 6 )   411 - 414   2019年12月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本流体力学会  

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  • 乱流場における随伴解析に基づく複雑伝熱面の形状最適化

    亀谷 幸憲, 長谷川 洋介

    生産研究   70 ( 1 )   29 - 32   2018年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：東京大学生産技術研究所  

    <p>熱流体システムの正味のエネルギー効率向上のため，乱流熱対流場における熱交換器の性能向上が求められている．随伴解析に基づく形状最適化理論により，対流熱伝達を考慮した伝熱面形状最適化が達成されてきた．非定常性の強い乱流場における形状最適化では，非定常随伴解析に用いる運動量輸送への線形化が不適切となるため，乱流モデルによる定常RANS 方程式をベースとした定常随伴解析を用いるのが主流である．しかし乱流モデルはその精度に議論があり，得られる最適形状が実際の性能向上を保証しない．そこで，DNS やLES などの高精度非定常数値シミュレーションを実施し，得られた乱流統計場から評価された高精度乱流モデルを随伴解析に用いる新しい手法を提案する．</p>

    DOI： 10.11188/seisankenkyu.70.29

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  • 0406 一様吹出し制御による高レイノルズ数空間発達乱流境界層の摩擦抵抗低減

    木戸川 亮祐, 亀谷 幸憲, 深潟 康二

    流体工学部門講演会講演論文集   2014 ( 0 )   _0406 - 1_-_0406-2_   2014年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    Two-dimensional unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (2D-URANS) simulation of spatially developing turbulent boundary layer at high Reynolds numbers with a uniform blowing (UB) was carried out aiming at skin friction drag reduction. The friction Reynolds number was set to be 160, 2000, 6000. The mean velocity profiles are shifted from the wall. As a result, the skin friction drag was reduced by UB. It is found that the drag reduction rate is roughly scaled by the blowing velocity expressed in the wall unit.

    DOI： 10.1299/jsmefed.2014._0406-1_

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  • 0309 一様吹出しを伴う高レイノルズ数乱流境界層のデタッチドエディシミュレーション(OS3-2 流れの抵抗低減,OS3 流れの抵抗低減)

    木戸川 亮祐, 亀谷 幸憲, 深潟 康二

    流体工学部門講演会講演論文集   2013 ( 0 )   _0309 - 01_-_0309-02_   2013年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    Detached eddy simulation of fully developed turbulent channel flows at high Reynolds numbers with a uniform blowing and suction was carried out aiming at skin friction drag reduction. The friction Reynolds number was set to be 180, 640, 2000, 8000 and 20000. The mean velocity profiles are shifted from the blowing side to the suction side. As a result, the skin friction drag was reduced on the blowing side, while increased on the suction side. The drag reduction rate on the blowing side is found to increase with the Reynolds number and the blowing amplitude.

    DOI： 10.1299/jsmefed.2013._0309-01_

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  • S055034 高マッハ数チャネル乱流における摩擦抵抗低減制御の直接数値シミュレーション([S05503]流れの抵抗低減(3))

    中村 哲哉, 亀谷 幸憲, 深潟 康二

    年次大会   2011 ( 0 )   _S055034 - 1-_S055034-5   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    Effectiveness of active feedback control for compressible turbulent friction drag reduction is studied by means of direct numerical simulations (DNS). First, a DNS code for a compressible turbulent channel flow is developed and validated through the comparison with the previous study. Subsequently, DNS with the opposition control of Choi et al. (1994) is performed up to Ma = 1.5. Similarly to the incompressible case, the Reynolds stress is reduced and the drag is reduced by 12-25%. Some difference from the incompressible case is found in the optimal detection plane due to the difference in the peak position of RMS velocity in the uncontrolled flow.

    DOI： 10.1299/jsmemecj.2011._S055034-1

    CiNii Research

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  • 1308 空間発達乱流境界層における壁面加熱による摩擦抵抗低減の数値シミュレーション(OS13-2 流れの抵抗低減,オーガナイズドセッション)

    亀谷 幸憲, 深潟 康二

    流体工学部門講演会講演論文集   2010 ( 0 )   369 - 370   2010年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    Direct numerical simulation of a spatially developing boundary layer is performed with uniform wall-heating or wall-cooling aiming at friction drag reduction. The Boussinesq approximation is adopted for the buoyant force. The Richardson number, Ri, is set to be 0.01 for wall-heating and -0.01 for wall-cooling. It is found that the uniform wall-cooling has drag reduction effect, while wall-heating leads to drag enhancement. The former is due to reduction of Reynolds shear stress -<v'v'>^^^- by stabilizing of the turbulent flow with wall-cooling.

    DOI： 10.1299/jsmefed.2010.369

    CiNii Research

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  • 0315 乱流境界層における一様壁面吹出しによる摩擦抵抗低減の直接数値シミュレーション(OS3-3 流れの抵抗低減,オーガナイズドセッション)

    亀谷 幸憲, 深潟 康二

    流体工学部門講演会講演論文集   2009 ( 0 )   179 - 180   2009年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    Direct numerical simulation (DNS) of a spatially developing turbulent boundary layer is performed with uniform blowing from the wall aiming at friction drag reduction. The amplitude of blowing is set to be 0.001 U_∞ and 0.005 U_∞. It is found that the uniform blowing has a large drag reduction effect. The friction drag is achieved due to a negative contribution of the mean wall-normal velocity.

    DOI： 10.1299/jsmefed.2009.179

    CiNii Research

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  • 乱流混合層におけるピエゾフィルムアクチュエータを用いた混合促進(流れの制御(3),一般講演)

    亀谷 幸憲, 中 吉嗣, 深潟 康二, 小尾 晋之介

    日本流体力学会年会講演論文集   2008   341 - 341   2008年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本流体力学会  

    We experimentally investigate the effects of periodic perturbation in a plane turbulent mixing layer. A piezo-film actuator is used for generating the perturbation. The local velocity and pressure in the downstream regions are measured simultaneously by using a combined hot-wire/pressure probe. Enhancement of mixing by the actuator is confirmd by the increase of mixing-layer thickness and velocitiy fluctuations. Analysis of the phase-averaged quantities obtained by the simultasous measurement of velocity and pressure reveals that the flow structure is modified in the upstream region, directly influenced by the motion of actuator, and grows as it is convected toward the downstream region.

    CiNii Research

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講演・口頭発表等

  • Adjoint-based optimization of heat transfer surface in latent heat thermal storage system 国際会議

    The 2nd Pacific Rim Thermal Engineering Conference  2019年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Adjoint-based shape optimization of heat transfer surfaces in turbulent flows with DNS-RANS hybrid approach 国際会議

    The 9th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow  2019年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Dissimilar response of the streamwise velocity and temperature field under traveling wave-like wall blowing and suction 国際会議

    A. J. Kaithakkal, Y. Kametani, Y. Hasegawa

    European Drag Reduction and Flow Control Meeting  2019年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Adjoint-based shape optimization for complex heat transfer surface in turbulent flows 国際会議

    European Drag Reduction and Flow Control Meeting  2019年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 随伴解析に基づく乱流熱対流場における伝熱面形状の多自由度最適化 招待

    亀谷 幸憲

    日本応用数理学会数理設計研究部会 第20回研究集会  2018年12月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 随伴解析を用いた乱流熱対流場における伝熱面形状最適化 招待

    亀谷 幸憲

    MMDSワークショップ“工学と数学の接点を求めて”  2018年11月 

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    記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • A numerical model for three-dimensional analysis of vibration-induced flow 国際会議

    The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences  2018年11月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Experimental assessment of heat transfer and pressure loss characteristics of optimal heat transfer surfaces 国際会議

    The 12th European Fluid Mechanics Conference  2018年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Optimal control of heat and fluid in a channel at low Reynolds numbers 国際会議

    The 16th International Heat Transfer Conference  2018年8月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Adjoint-based shape optimization for turbulent convective heat transfer with a hybrid RANS-DNS approach 国際会議

    The 16th International Heat Transfer Conference  2018年8月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Origin of dissimilarity between momentum and heat transport in a turbulent channel flow 国際会議

    The Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow  2017年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Optimal control input for friction drag reduction in turbulent channel flow 国際会議

    The 24th International Congress of Theoretical and Applied Mathematics  2016年8月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Drag reduction in spatially developing turbulent boundary layers by blowing at constant mass-flux 国際会議

    The 9th Int. Symp. on Turbulence and Shear Flow Phenomena  2015年 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Friction reduction in spatially evolving turbulent boundary layers: Effects of uniform blowing and suction 国際会議

    IUTAM Symposium on Advances in Computation, Modeling and Control of Transitional and Turbulent Flows  2014年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Detached eddy simulation of spatially developing turbulent boundary layer at high Reynolds number with uniform blowing 国際会議

    The 10th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modelling and Measurements  2014年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Drag reduction in turbulent boundary layers: effect of uniform blowing and suction 国際会議

    The 10th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modelling and Measurements  2014年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Mach number dependency of drag reduction effect by a uniform blowing in a supersonic turbulent channel flow 国際会議

    The 10th European Fluid Mechanics Conference  2014年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Detached eddy simulation of a high Reynolds number turbulent boundary layer with uniform blowing 国際会議

    The 10th European Fluid Mechanics Conference  2014年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Direct numerical simulation of turbulent mixing layer with transversely oscillating inflow 国際会議

    The 8th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena  2013年8月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Direct numerical simulation of supersonic turbulent channel flow with uniform blowing and suction from walls 国際会議

    The 4th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow  2013年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Direct numerical simulation of supersonic turbulent channel flow with uniform blowing and suction from walls 国際会議

    International Computational Mechanics Symposium 2012  2012年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Direct numerical simulation of spatially developing supersonic boundary layer for skin friction drag reduction 国際会議

    亀谷 幸憲

    The 9th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modeling and Measurements  2012年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Direct numerical simulation of spatially developing turbulent boundary layer for skin friction drag reduction by wall surface-heating or cooling 国際会議

    The 7th Int. Symp. on Turbulence and Shear Flow Phenomena  2011年7月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Numerical simulation of friction drag reduction control in spatially developing boundary layer 国際会議

    The 8th EUROMECH Fluid Mechanics Conference  2010年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Direct numerical simulation of traveling wave control in spatially developing turbulent boundary layers 国際会議

    The Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow  2009年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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産業財産権

  • ピンフィン、ピンフィン群及びタービン翼

    飯田 耕一郎, 長谷川 洋介, 亀谷 幸憲, 大澤 崇行, 福田 豊

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    出願人：三菱重工業株式会社, 国立大学法人 東京大学

    出願番号：特願2017-206129  出願日：2017年10月

    公開番号：特開2019-078224  公開日：2019年5月

    特許番号/登録番号：特許第6910607号  登録日：2021年7月 

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  • 熱交換器

    高木 勇輔, 島津 智寛, 村松 憲志郎, 水野 安浩, 長谷川 洋介, 亀谷 幸憲

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    出願人：株式会社デンソー, 国立大学法人 東京大学

    出願番号：特願2017-144777  出願日：2017年7月

    公開番号：特開2019-029412  公開日：2019年2月

    特許番号/登録番号：特許第6926777号  登録日：2021年8月 

    J-GLOBAL

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受賞

  • 日本機械学会教育賞

    2022年3月   日本機械学会   埼玉県松伏町と大学の連携による児童科学・工学教育の推進

    守 裕也, 福留 功二, 亀谷 幸憲, 金丸 和之, 浪江 大知

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  • Best Paper Award

    2019年9月   Organizing Committee of the 7th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow 2019   Adjoint-based Shape Optimization of Heat Transfer Surfaces in Turbulent Flows with DNS-RANS Hybrid Approach

    亀谷 幸憲

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  • 研究奨励賞

    2015年3月   日本機械学会   一様吹出しを用いた空間発達乱流境界層の摩擦抵抗低減に関する数値的・理論的研究

    亀谷 幸憲

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  • 大学院研究奨励賞

    2013年3月   日本自動車技術会   空間発達乱流境界層の摩擦抵抗低減制御

    亀谷 幸憲

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  • 関東支部神奈川ブロック 学生奨励賞

    2008年3月   日本機械学会  

    亀谷 幸憲

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 高Re数乱流伝熱面の多自由度形状最適化

    2023年 - 2026年

    科学技術振興機構  戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 さきがけ 

    亀谷 幸憲

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    担当区分：研究代表者 

    エネルギーの有効利用のため,熱交換器の高性能化が大きな課題です.本研究では高Re数乱流場での伝熱面形状最適化を目的とし,RANS方程式を用いた随伴最適化にLESを組み合わせた多自由度形状最適化手法を開発します.LESのSGSモデルに基礎流れのDNSデータを利用した機械学習を取り入れ,最適化の高精度化を図ります.また,3Dプリンタで供試体を作成し,風洞実験により形状最適化アルゴリズムを実証します.

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    J-GLOBAL

  • 異種スカラー源の同時推定及び接触回避経路探索アルゴリズムの構築と実証

    研究課題/領域番号：21K03871  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    亀谷 幸憲

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    流れの中に存在する異なるスカラーの発生源同時推定及びその接触回避経路探索アルゴリズムの構築と実証のため，対流している異種スカラーの各発生源について，局所センサー情報から随伴解析に基づき推定するアルゴリズムを構築した．また，構築したアルゴリズムを，壁に囲まれた2次元流れ場に2つの異なるスカラーがそれぞれ一つずつ存在する系を想定し，センサー数及び配置を変えながら数値解析を用いて検証した．この際，本来計測によって与える局所情報は，直接数値シミュレーション結果で代用した．その結果，アルゴリズムによる，それぞれの発生源推定を達成したが，その推定精度はセンサの数や配置に強く影響を受けることがわかった。
    一方，２種のスカラーをそれぞれ温度（主スカラー）及びガス（副スカラー）と仮定し，ガスへの接触をできるだけ回避しながら熱源へと早期に到達する経路探索アルゴリズムを構築した．時間平均されたスカラー場の中に初期位置を設定し，温度と接触ガス濃度に閾値を設けて隣接する周囲空間の計測値から陽的に進行先を逐次決定し，熱源到達時間及びスカラー接触回避についてどちらを優先するかを段階的に設定できる経路探索アルゴリズムを構築した．時間平均された2次元スカラー場群を完全に予測できたと仮定することでアルゴリズムを検証した．その結果，優先度に合わせて異なる経路の決定が達成された．しかし，直近の進行方向の決定に対する優先度が制約として働き，効果的な経路決定にはまだ改善の余地がある．また，到達経路の探索成功率も流れ場に強く依存することがわかった．
    最後に，スカラー源推定及びそれによるスカラー分布予測結果に経路探索を図った検証を実施し，スカラー源推定と経路探索の両アルゴリズムの統合的評価を行い，一定精度の経路探索が達成されることが確認された．

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  • 非定常流れにおける三次元伝熱面形状最適化アルゴリズムの構築と実証

    研究課題/領域番号：17K14587  2017年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    亀谷 幸憲, 長谷川 洋介, 深潟 康二

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    配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）

    乱流熱対流場における複雑伝熱面の形状最適化アルゴリズムの構築と実験実証を実施した．本研究では，時間平均した支配方程式（RANS）に基づく随伴解析に，直接数値シミュレーション（DNS）を実施することで得られる乱流統計量を組み合わせるRANS―DNSハイブリッド型のアルゴリズムを構築した．開発したアルゴリズムをピンフィン及び波状フィンに適用してアルゴリズムの検証を行った．樹脂３Dプリンタを用いて供試体を製作し、非定常法及び微差圧計を用いた実験実証を行った．形状最適化による熱交換性能向上機構の考察から，乱流場では潜在的に熱伝達率が高いため流体抵抗の減少によって性能が向上する傾向が見られた．

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  • 高速車両及び超音速機の環境負荷軽減を目指した空間発達乱流境界層の摩擦抵抗低減制御

    研究課題/領域番号：12J03450  2012年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    亀谷 幸憲

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    配分額：1800000円 （ 直接経費：1800000円 ）

    高速車両や超音速機の機体表面に生じる粘性摩擦抵抗の低減手法の開発は, 燃料消費を減少させ, 環境負荷を軽減させる上で重要である. 計算機の能力向上および数値解析手法の発達により, 多くの制御手法が数値シミュレーションで検証されて来たが, 高速条件下[高レイノルズ(Re)数及び高マッハ(M)数]の乱流構造への影響を踏まえた解析は乏しいと言える. 本研究では低Re数条件下で確かめられている壁面からの一様吹出し及び吸込みの効果の, Re数及びMa数依存性を考察する.
    【レイノルズ数依存性】
    主流速度の0.1%の強さでの一様吹出し・吸込みを330<Re(=U_∞θ/v)<550から800<Re<2500の範囲に拡大して空間発達乱流境界層のラージエディシミュレーションを行った. 低Re数での結果と同様に吹出しで摩擦低減, 吸込みで増加が確認された. 吹出しによる抵抗低減率は, 低 Re数かつ狭い領域で得た10%よりも高く18%を達成した. 同様に制御効率も向上した. 本結果から, より高いRe数条件下でも摩擦抵抗低減を達成し, 吹出し領域を拡大するほど高い摩擦抵抗低減率を得ることが確認された.
    【マッハ数依存性】
    バルク質量流量の0.1, 0.3, 0.5%の吹出し・吸込みを用いた乱流チャネルの直接数値シミュレーション(DNS)を, Ma=0.8および1.5で行った. この際, 前年度の結果を踏まえて数値計算精度を向上させている. ベース流れの摩擦Re数は200とした. 非圧縮での先行研究と同様に, 吹出し壁で摩擦低減, 吸込み壁で増加が確認された. 超音速条件下では, 亜音速条件下よりも吹出し・吸込みの影響が小さくなる傾向が確認された. 同摩擦Re数, 主流Ma数を1.5, 吹出し強さを主流の0.1%として空間発達乱流境界層DNSを実施し, 非圧縮計算による先行研究とほぼ同様の約15%の摩擦低減を得た. 今後衝撃波に関する考察が必要となる.

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担当経験のある科目（授業）

  • 「応用力学・計算力学特論第１」内招待講義，「熱流体工学における逆問題 〜最適制御・形状最適化・最尤推定〜」

    機関名：慶應義塾大学大学院理工学研究科

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メディア報道

  • 小学校5年生向け科学教室

    埼玉県北葛飾郡松伏町役場  小学校5年生向け科学教室  2018年

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