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所属学科・専攻等 |
物理工学教育類 応用物理分野
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准教授 |
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論文
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On the evolution of vortex rings with swirl 査読あり
Takashi Naitoh, Nobuyuki Okura, Toshiyuki Gotoh, Yusuke Kato
Physics of Fluids 26 ( 6 ) 067101 2014年06月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
DOI： 10.1063/1.4882683
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Mass transport using the series of vortex rings with swirl 査読あり
Takashi NAITOH, Nobuyuki OKURA, Osamu SUMITOMO
Journal of Fluid Science and Technology 9 ( 3 ) JFST0060 2014年09月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Experimental formation of vortex rings with swirl by using a short rotating nozzle 査読あり
Takashi NAITOH, Takuro ISHIHARA, Ryoga ITO
Proceedings of the 7th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows 2022年03月
担当区分：筆頭著者 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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Transition patterns of negatively buoyant vortex rings 査読あり
Takashi NAITOH, Tomomi TANAKA
Proc. of the 11th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing 2017年12月
担当区分：筆頭著者 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）
We experimentally observed the formation and development of the negatively buoyant vortex rings which are formed by pushing lighter fluid vertically downward. In this case, the buoyancy force and momentum flux are opposed. We targeted at the negatively buoyant vortex rings in the wide range of Reynolds number and Froude number, 3,600 ≤ ReUjmax ≤ 22,000 and 0.4 ≤ Fr ≤ 14.4, and dealt with making a map of flow development patterns of the rings by means of planer laser-induced fluorescence technique. Buoyant vortex ring development patterns are classified into five types including three types of transition patterns to be turbulent and revealed the Reynolds number range in which the negatively buoyant vortex ring becomes turbulent in relation to the Froude number.
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Penetration by a Negatively Buoyant Vortex Ring 査読あり 国際誌
Takashi NAITOH, Nobuyuki OKURA et al.
Proceedings of the 5th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (ICJWSF2015) 565 - 570 2016年
担当区分：筆頭著者 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） 出版者・発行元：Springer International Publishing
In order to investigate the vortex motion affected by buoyancy force, we experimentally formed a negatively buoyant vortex ring by pushing less dense fluid vertically downward out of a nozzle and measured the penetration depth of it in the wide Reynolds number range, 3,000 < Re < 30,000. We confirmed that the penetration depth of negatively buoyant vortex rings generally depends only on the Froude number and it is larger than that of the jet for the same Froude number in the range of Fr > 2. The formation conditions of buoyant vortex rings to be turbulent or laminar are also examined, since the characteristic features of buoyant turbulent vortex rings are markedly different from those of buoyant laminar rings.
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渦輪による物質輸送の特性 査読あり
大藏信之，内藤隆，奥出宗重
ながれ : 日本流体力学会誌 31 ( 2 ) 187 - 194 2012年04月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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渦輪による流体輸送の定量測定(共著) 査読あり
内藤 隆, 大藏 信之, 奥出 宗重, 内海 友介
日本機械学会論文集Ｂ編 77 ( 775 ) 557 - 567 2011年03月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
渦輪による流体輸送能力を調べるために，渦輪の形成時間間隔を制御して流れ場の様子を観察した．また，輸送された流体の分布を定量的に明らかにするために，輸送流体中に微小粒子を混入し，その分布状態を測定する方法を提案した．これらの結果を，平均噴出速度と流量が同じPuff状の噴流と比較し，次のことが明らかにされた．噴流の場合，輸送された流体は噴出口近傍に分布する．それに対し，渦輪を利用した場合，噴出口から離れた場所に拡散させることができる．また，渦輪形 成の時間間隔tのみによって，その分布位置を目的に応じてコントロールすることができる．この理由について，渦輪相互の干渉に着目して説明することができた．
その他リンク： http://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaib/77/775/77_557/_article/-char/ja/
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回転環状水槽内に現れる渦構造 査読あり
大藏信之 内藤隆 奥出宗重
ながれ 28 65 - 73 2009年02月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Scaling and instability of a junction vortex 査読あり
J.J.Allen T.Naitoh
Journal of Fluid Mechanics 574 1 - 23 2007年02月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Experimental study of the production of vortex ring 査読あり
J.J.Allen T.Naitoh
Physics of Fluids(Letter) 17 ( 6 ) 061701 - 1 2005年04月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
講演・口頭発表等
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中空渦輪の形成
笠松大暉，内藤隆
第20回 日本流体力学会中部支部講演会 2022年12月 日本流体力学会中部支部
開催年月日： 2022年12月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福井県福井市手⼿寄 1-4-1 アオッサ
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噴出流体スラグ長より短い回転円筒ノズルから形成される渦輪の軸流分布
石原拓郎，内藤隆，伊藤遼河
日本流体力学会年会2022 2022年09月 日本流体力学会
開催年月日： 2022年09月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学吉田キャンパス本部構内
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回転円筒による軸流を伴う渦輪の形成条件と軸流分布
内藤隆，白木秀頼，石原拓郎
日本流体力学会年会2021 日本流体力学会
開催年月日： 2021年09月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京大学 生産技術研究所 (オンライン講演会)
円筒を回転させて周方向の運動量を与えた流体を短時間噴出することによって，渦軸に沿った流れ（軸流）を伴う渦輪を形成する。形成条件（回転円筒の角速度，回転の持続時間，回転停止のタイミング，回転円筒の長さ）と周方向の流れの分布の関係を観察した。円筒の回転時間を短くすると，軸流分布を渦核中心近傍に集中させることが可能となった。また，周方向の最大速度は，おおよそ回転時間の1/2乗と回転角速度に比例することが分かった。
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鉛直下方に運動する低密度流体の渦輪と軸流の作用
内藤隆，牧野良彦
年会2020 日本流体力学会
開催年月日： 2020年09月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：山口大学 常盤キャンパス (オンライン講演会)
軸流を伴う渦輪は，乱流遷移後にその循環の減少割合が小さくなり，移動距離を延ばす条件があることが分かった。浮力の作用に逆らって進む場合においても，この作用が効果的に移動距離を大きくできるかを調査した。
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進行方向と逆向きに浮力が作用する渦輪の並進速度 国際会議
内藤隆，青木文哉
日本機械学会 第97期 流体工学部門講演会 日本機械学会
開催年月日： 2019年11月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：ホテルアソシア豊橋
To investigate the change of translational velocity of negatively buoyant vortex rings, PIV measurement has been performed with four high-resolution cameras placed in a line in the direction of the ring movement in the range of Reynolds number based on a jet velocity, 10,000 < ReUjmax < 18,000 and Froude number, 2.5 < Fr < 12.0. It is found that the vorticity distribution in the core is nearly Gaussian to be the same as non-buoyant vortex rings and the decreasing rates of circulation and radius of rings with time are proportional to 1/Fr2. The impact of the decrease of the translational velocity from the variation of circulation, radius of ring, and radius of core is discussed by using theoretical formula for a thin vortex ring.
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ブレード付きノズルから形成された軸流を伴う渦輪の乱流遷移
内藤隆，伍島甫
日本流体力学会 年会2019 日本流体力学会
開催年月日： 2019年09月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：電気通信大学
Vortex rings are produced from the nozzle which has curved blades to supply azimuthal velocity component at Re = 4300. And the propagation distance of these rings is compared with those of rings produced from four other types of nozzles: a straight nozzle, a rifling nozzle, a rotating nozzle, and a non-curved blades nozzle. It was found that the propagation distance can be increased by using the curved blades nozzle without a complicated rotating system. Additionally, the reasons are discussed in relation to the circulation decreasing rate, the radius increment rate, and the ring structure development during the transition to turbulence.
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湾曲ブレード付きノズルから形成した渦輪
伍島甫,内藤隆
第16回日本流体力学会中部支部講演会 日本流体力学会中部支部
開催年月日： 2018年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：静岡大学浜松キャンパス
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進行方向と逆きに浮力が作用する渦運動
青木文哉，内藤隆
日本流体力学会 年会2018 日本流体力学会
開催年月日： 2018年09月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪大学豊中キャンパス
For the purpose to understand the vortex motion affected by body force, we experimentally investigated negatively buoyant vortex rings by using particle image velocity(PIV). We measured temporal variations of location, circulation, and radius of the vortex rings classified as Type 2 and Type 3 under the condition of 10000 < ReUjmax (Reynolds number based on a jet velocity) < 18000, 2.5 < Fr < 12.0, and L/ D(piston-stroke to nozzle-diameter ratio) = 2.0. And we found that circulation and radius of the rings constantly decreases in relation to time and those decreasing rates are in inverse proportional to the square of Fr. -
螺旋状の溝をもつノズルから形成した渦輪
伍島甫，内藤隆，近藤翔
日本流体力学会 年会2018 日本流体力学会
開催年月日： 2018年09月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪大学豊中キャンパス
Vortex rings are produced from the nozzle which has spiral sinusoidal grooves and their velocity fields at Re of 2200 and 4300 are measured by using particle image velocimetry. It was found that the azimuthal velocity distribution of these vortex rings is similar to that of swirling ring produced from a rotating nozzle and that of numerical simulations, although the azimuthal wavy deformation of the vortex core appears at an early stage due to the perturbation from sinusoidal grooves and the transition to turbulence occurs at about x/D = 6. Then, during the
transition, the azimuthal velocity increases quickly within the core and the inverse azimuthal flow appears between the axis of vortex ring and the vortex core. -
回転円筒から形成される渦輪
今村宏行，内藤隆
第15回日本流体力学会中部支部講演会 日本流体力学会中部支部
開催年月日： 2017年12月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：名古屋工業大学
軸流を伴う渦輪の数値計算による論文は多くあるが，実
験的研究は少ない．実際に渦輪に軸流を加えて制御し工学
的に利用することを考えた場合，実験的に形成された渦輪
についての研究を進めることが必要である．また，実験的
な軸流を伴う渦輪の形成について調査することは，学術的
にも渦運動の基本的な性質を明らかにする上で興味深い．
そこで，本研究では軸流を伴う渦輪の形成装置に改良を
加え，以前取り組んだ研究1)より高解像度のカメラ(1920×
1200 pixcel)を使用したPIV 解析により渦構造を観察し，数
値計算結果と比較した．
科研費（文科省・学振）獲得実績
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軸流による渦輪の制御
2009年04月 - 2013年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
内藤隆
軸流を渦輪に導入することにより，渦輪の乱流遷移または急激な渦構造の崩壊を抑制することができた．しかしながら，軸流成分が大きくなると，Peeling off と呼ぶ渦放出現象が顕著になり，循環が低下することも分かった．その原因となるHead & Tail 構造形成のメカニズムを解明した．
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境界層剥離の抑制制御を目的とした渦輪生成パラメータの最適化
2003年04月 - 2006年03月
科学研究費補助金 若手研究(B)
内藤隆
Synthetic jet の形成パラメータが詳細に調査され，バックステップの剥離流れへの適用が試みられた。また，渦輪による流れの制御の可能性が明らかにされた．
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渦輪の周方向に現れる不安定波の形状について
1997年04月 - 1999年03月
科学研究費補助金 奨励研究
内藤隆
渦輪の波状変形の過程とレイノルズ依存性が詳細に報告された。これによって，渦輪の乱流遷移の過程が明らかにされ，渦輪の制御，またそれをおしすすめて流れの制御についての仕組みが理解された．