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所属学科・専攻等 |
電気・機械工学教育類 機械工学分野
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教授 |
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外部リンク |
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石野 洋二郎 (イシノ ヨウジロウ)
ISHINO Yojiro
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研究分野
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ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 熱工学
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ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学
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ナノテク・材料 / エネルギー化学
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環境・農学 / 環境負荷低減技術、保全修復技術
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ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 計測工学
学外略歴
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英国リーズ大学 機械工学科 研究員
1993年12月 - 1994年11月
国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)
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株式会社 石野 役員
2005年01月 - 現在
国名：日本国
所属学協会
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日本機械学会
1986年12月 - 現在
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日本燃焼学会
1990年04月 - 現在
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自動車技術会
1990年04月 - 現在
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日本伝熱学会
1989年01月 - 現在
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日本ロボット学会
2003年01月 - 現在
研究経歴
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液体ロケットエンジンの設計・製作
（選択しない）
研究期間： 2013年07月 - 現在
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多眼カメラによる乱流火炎の時系列三次元ＣＴ計測法の開発
（選択しない）
研究期間：
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パルス燃焼器および再熱セラミックバーナーの性能改善に関する研究
（選択しない）
研究期間：
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燃焼状態の画像計測
（選択しない）
研究期間：
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高効率厨房用燃焼機器の開発
（選択しない）
研究期間：
論文
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Microscopic Image Diagnostics with Visible Emission Light for Self-burning Surface Temperature Distribution of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) in Oxygen 査読あり 国際誌
Yojiro Ishino. Rion Ito
Proceedings of the 13th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing 1 - 5 2022年08月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 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）
Carbon Fiber Reinforced Plastic(CFRP) has been widely used in variety industries because of its high strength-density ratio. Therefore disposal method of waste CFRP should be considered in advance now. We have been proposed a combustion incineration of carbon fiber(CF) residue after recycle use. However, carbon fiber residue is almost impossible to be burned out by even high temperature burnt gas because of extremely high melting point of carbon fiber and a low oxygen concentration in burnt gases[1].
In this study, self-sustained combustion of carbon fiber in oxygen has been reported. In order to obtain information of the self-sustaining mechanism of the combustion, in this paper, a convenient optical technique to acquire the 2D distribution of high surface temperature of glowing solid material was conducted.
In this technique, magnified thermographic view of the high temperature specimen was provided by comparison between RGB brightness information of conventional photograph of the visible light emission of the surface and previously-calculated values from Planck's law and the spectral sensitivity of the camera system.
In this paper, first, accuracy of the method was verified by comparison between the 2D temperature distribution result of a glowing fine (0.5 mm dia.) graphite rod in burnt gas of a propane-air premixed laminar flame and its estimated temperature distribution measured by PR-type thermocouple and compensated by Kaskan's method. Next magnified instantaneous 2D temperature diagnostics of self-burning carbon fiber bundle in oxygen was made. The 2D surface temperature distribution result gives very high temperature over 2900 K on carbon fiber surface in in-oxygen combustion incineration. -
Multi-Schlieren 3D-CT Measurements of Instantaneous Equivalence Ratio Distributions of a Premixed Gas Field Based on Modified Refractive Index 査読あり
NAZARI, Ahmad Zaid, ISHINO, Yojiro, KONDO, Harumi, MOTOHIRO, Takanori, YAMADA, Ryoya and ITO, Fumiya
Journal of the Combustion Society of Japan ( 1910 ) 1 - 9 2020年11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） 出版者・発行元：日本燃焼学会
In quantitative measurements and investigations, "equivalence ratio" and "refractive index" are the most significant parameters in combustion flow fields. Experimental and analytical studies were performed to understand the relation between equivalence ratio and refractive index in flow fields. A "universal relationship" between the refractive index of a premixed gas of fuel and air and its equivalence ratio has been established in this study. Through this relationship, we can calculate the equivalence ratio of any premixed gas (except those of light fuels) from its refractive index using a unique coefficient. The uniqueness of the relation coefficient enables us to obtain the equivalence ratio of even a multi-fuel premixed gas from its refractive index. In this study, the novel relationship is applied to a non-scanning 3D-CT (computerized tomography) technique using a multi(20)-directional quantitative schlieren optical system with a flashlight source. Instantaneous equivalence ratio distributions of a dual-fuel premixed gas flow with two jets of ethanol/air and propane/air mixtures are measured by CT-reconstruction. Good agreement was observed between the CT-reconstructed data and the proposed comprehensive relation.
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Multi-Schlieren CT Measurements of Supersonic Microjets from Circular and Square Micro Nozzles 査読あり 国際誌
Ahmad Zaid Nazari, Yojiro Ishino, Yuta Ishiko, Fumiya Ito, Harumi Kondo, Ryoya Yamada, Takanori Motohiro, Yoshiaki Miyazato, Shinichiro Nakao
Journal of Flow Control, Measurement & Visualization 8 77 - 101 2020年05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） 出版者・発行元：Scientific research publishing
Instantaneous three-dimensional (3D) density distributions of a shock-cell structure of perfectly and imperfectly expanded supersonic microjets escaping into an ambient space are measured. For the 3D observation of supersonic microjets, non-scanning 3D computerized tomography (CT) technique using a 20-directional quantitative schlieren optical system with flashlight source is employed for simultaneous schlieren photography. The 3D density distributions data of the microjets are obtained by 3D-CT reconstruction of the projection’s images using maximum likelihood-expectation maximization. Axisymmetric convergent-divergent (Laval) circular and square micro nozzles with operating nozzle pressure ratio 5.0, 4.5, 4.0, 3.67, and 3.5 have been studied. This study examines perfectly expanded, overexpanded, and underexpanded supersonic microjets issued from micro nozzles with fully expanded jet Mach numbers Mj ranging from 1.47 - 1.71, where the design Mach number is Md = 1.5. A complex phenomenon for free square microjets called axis switching is clearly observed with two types “upright” and "diagonal" of “cross-shaped”. The initial axis-switching is 45˚ within the first shock-cell range. In addition, from the symmetry and diagonal views of square microjets for the first shock-cells, two different patterns of shock waves are viewed. The shock-cell spacing and supersonic core length for all nozzle pressure ratios are investigated and reported.
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Quantitative Schlieren Image-Noise Reduction Using Inverse Process and Multi-Path Integration 査読あり 国際誌
Ahmad Zaid Nazari, Yojiro Ishino, Fumiya Ito, Harumi Kondo, Ryoya Yamada, Takanori Motohiro, Yu Saiki, Yoshiaki Miyazato, Shinichiro Nakao
Journal of Flow Control, Measurement & Visualization 8 ( 2 ) 1 - 25 2020年04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） 出版者・発行元：Scientific Research Publishing
This report deals with introducing two new techniques based on a novel concept of complex brightness gradient in quantitative schlieren images, "inverse process" and "multi-path integration" for image-noise reduction. Noise in schlieren images affects the projections (density thickness) images of CT (computerized tomography). One spot noise in the schlieren image appears in a line shape in the density thickness image. Noise effect like an infectious disease spreads from a noisy pixel to the next pixel in the direction of single-path integration. On the one hand, the noise in the schlieren image reduces the quality of the image and quantitative analysis and is undesirable, on the other it is unavoidable. So, the importance of proper noise reduc-tion techniques seems essential and tangible. In the present report, a novel technique "multi-path integration" is proposed for noise reduction in projections images of CT. Multi-path integration is required schlieren brightness gradient in two orthogonal directions. The 20-directional quantitative schlieren optical system presents only images of schlieren brightness in the horizontal gradient and another 20-directional optical system seems necessary to obtain vertical schlieren brightness gradient, simultaneously. Using the "inverse process" a new technique enables us to obtain vertical schlieren brightness gradient from horizontal experimental data without the necessity of a new optical system and can be used for obtaining any optional direc-tions of schlieren brightness gradient. Recently, we presented the "inverse process" technique but in a different way than this time. In previous work, the phan-tom(virtual) data of schlieren images are obtained by the "inverse process" and used to evaluate noise reduction technique while in the new "inverse process" technique actual experimental data is used for reproducing other directions of schlieren brightness gradient.
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Three-dimensional reconstruction of a microjet with a Mach disk by Mach-Zehnder interferometers 査読あり 国際誌
S. Sugawara, S. Nakao, Y. Miyazato, Y. Ishino and K. Miki
J. Fluid Mech. 893 A25-1 - A25-26 2020年04月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
DOI： 10.1017/jfm.2020.217
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THREE-DIMENTIONAL MEASUREMENT ON THERMAL STRUCTURE OF SIX CLUSTERED METHANE-AIR DIFFUSION MICROFLAMES 査読あり 国際誌
Yuta Uchida, Harumi Kondo, Zhaojin Diao, Taro Hirasawa, Michael Winter, Yojiro Ishino, Kozo Saito
Proceedings of The Second Pacific Rim Thermal Engineering Conference PRTEC-24221 1 - 5 2019年12月
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：ASTFE, JSME, KSME
The unique and complicated three-dimensional flame structure of clustered six diffusion methane-air microflames was investigated in the present study. The burner consisted of six micro-nozzles for methane with a diameter of 0.23 mm arranged in a circle surrounding a central nozzle for air with a diameter of 0.7 mm. The burner established six interacting microflames under the conditions of methane total flow rate of 20 cm3 / min and air flow rate of 30 cm3 / min. Schlieren CT method was applied to obtain the three-dimensional distribution of modified refractive index inside and outside the flame structure of the clustered diffusion microflames. The correspondence of flame structure to the distribution of the modified refractive index was confirmed.
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Study on Combustion Incineration of CFRP (SEM Observations of Nano Level Sharpening of Carbon Fiber Residue Tips and Temperature Measurements Based on Heat Radiation Images) 国際誌
Y. Ishino, M. Tabata,S. Onuma
Proceedings of the International Workshop on Environmental Engineering 2019 (IWEE2019) 1 - 2 2019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（国際会議プロシーディングス） 出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers, Environmental Engineering Division
Carbon fiber, contained in CFRP(carbon fiber rainforced plastic), is almost impossible to be burned out by even high temperature burnt gas because of extremely high melting or sublimation point of carbon fiber and a low oxygen concentration in burnt gases. In this study, first, oxygen nozzle of 10 mm x 30 mm exit size, which equipped fuel (propane) pipe of inner diameter of 0.8 mm for a pilot ignition flame, has been introduced to observe the in-oxygen-combustion behaiviors of test pieces of (i) CFRP slender plate (2 mm wide and 1 mm thickness), (ii)slender plate of CFRP-P (Plastic removed CFRP), "G"FCRs("Graphite" Fine Cylindrical Rod) of diameters of 0.38 mm, 0.55 mm and 0.72 mm.
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CT (COMPUTER TOMOGRAPHY) MEASUREMENT OF 3D DENSITY DISTRIBUTIONS OF FLAME: OBTAINING VERTICAL GRADIENT SCHLIEREN BRIGHTNESS FROM HORIZONTAL GRADIENT FOR IMAGE-NOISE REDUCTION 査読あり 国際誌
Ahmad Z. Nazari, Yojiro Ishino, Ryoya Yamada, Takanori Motohiro, Fumiya Ito, Harumi Kondo, Yoshiaki Miyazato, Shinichiro Nakao
Proceedings of the 4th Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC) TFEC-2019 ( 27746 ) 1 - 10 2019年04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） 出版者・発行元：American Society of Thermal and Fluids Engineers
Using a delicate multi-directional quantitative schlieren optical system, the 20-directional observation of high-speed premixed turbulent flame, non-uniform density flow, by employing non-scanning 3D-CT (three-dimensional computer-tomography) technique has been conducted. The 3D density distributions data of target flame by using ML-EM (Maximum Likelihood-Expectation Maximization) an appropriate CT (computer-tomography) algorithm are successfully reconstructed. In the previous report, a novel technique "multi-path integration" is proposed for noise reduction in projections (density thickness) images of CT (computer-tomography). Multi-path integration is required schlieren brightness gradient in both horizontal (x-directional) and vertical (z-directional) directions, or in other words, in two orthogonal directions (e.g. horizontal and vertical or two perpendicular diagonal directions). The 20-directional quantitative schlieren optical system presents only images of schlieren brightness in the horizontal gradient (x-directional) and another 20-directional optical system seems necessary to obtain vertical (z-directional) schlieren brightness gradient, simultaneously. In the present investigation, the report deals with introducing a new technique for obtaining vertical schlieren brightness gradient from horizontal experimental data without the necessity of a new optical system. This new approach is a simple and inexpensive solution. First, for a deep understanding of complex schlieren brightness, a numerical simulation is performed. Next, the initial density thickness (Dt) images are obtained from images of schlieren brightness in the horizontal gradient (x-directional). Finally, using inverse process from density thickness (Dt) images, the vertical (z-directional) and diagonal schlieren brightness gradient data of target flame successfully obtained. The mentioned technique can be used for obtaining any optional directions of schlieren brightness gradient.
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Characterization of Six Clustered Methane-Air Diffusion Microflames through Spectroscopic and Tomographic Analysis of CH* and C2* Chemiluminescence 国際共著
Zhaojin Diao, Michael Winter, Taro Hirasawa, Yuichi Kato, Yojiro Ishino, and Kozo Saito
Experimental Thermal and Fluid Science 102 20 - 27 2018年12月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Elsevior
The current study presents an emission spectroscopic investigation of clustered microflames established on a burner consisting of six micro fuel nozzles surrounding a center air nozzle which has been designed for flame synthesis and characterization of microflames. We conducted the spectrally resolved measurement of chemiluminescence of C2* and CH* and compared these results to a tomographic method applied to filtered emission measurements of CH* emission which can yield spatially resolved three dimensional mapping of the flame front. The analysis of the spatial distribution of the integrated band emission of C2* and the CH* showed that the emission of both species is generated in the same locations in the flame which are the thin flame sheets shown in the tomography results of CH*. The ratio of the C2* and the CH* emission from the emission spectroscopy measurements was used to determine a local corresponding equivalence ratio through empirically derived correlations for premixed flames reported in literature. The resulting equivalence ratio equals one when the flame zone established at the boundary between fuel and air, indicating that the diffusion dominated flame zones are established. Under certain nozzle pitch and flow rate conditions, the equivalence ratio above the center air nozzle inside the merged flame became significantly greater than one, which indicates a fuel rich premixed type flame zone being established.
To determine distributions of rotational and vibrational temperatures throughout the entire flame, we used the spectrally resolved emission from C2* and CH*. The temperature associated with vibrational excitation was different for both species but remained constant throughout the entire flame region and was found no representation of the flame temperature but an artifact of the combustion reactions producing the chemiluminescence. The rotational temperature of di-atomic molecules, however, equilibrates rather quickly with the translational temperature and can accurately represent the gas-dynamic temperature of the flame. The temperature distributions found from the two species agreed qualitatively, the CH* temperature was consistently higher than the C2* temperature by about 200 K. Spatial resolution was assigned to the results from the spectroscopic measurements through a comparison with the tomographically analyzed images of the CH* chemiluminescence. -
CT ( COMPUTER TOMOGRAPHY ) MEASUREMENT OF 3D DENSITY DISTRIBUTIONS OF HIGH-SPEED PREMIXED TURBULENT FLAMES ( MULTI-PATH INTEGRATION IMAGE-NOISE REDUCTION TECHNIQUE BASED ON NOVEL CONCEPT OF COMPLEX BRIGHTNESS GRADIENT IN QUANTITATIVE SCHLIEREN IMAGES ) 査読あり 国際共著
A. Z. Nazari, Y. Ishino, R. Yamada, T. Motohiro, F. Ito, H. Kondo, Y. Miyazato, S. Nakao
18th International Symposium on Flow Visualization 1 ( 1 ) 1 - 13 2018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（国際会議プロシーディングス）
MISC
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多レンズ多方向光学系の設計および瞬間CT法による非定常流体現象の三次元計測と３Dプリンティング 招待あり 国際誌
石野 洋二郎
日本機械学会 流体工学工学部門 ニューズレター 1 - 13 2016年11月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他） 出版者・発行元：日本機械学会
2016年度年次大会のEFDワークショップ「光学的流体計測手法」における講演内容について，詳細に記載する．内容は，（１）研究紹介，（２）光学的流体計測，（２－１）計測対象の現象について，（２－２）スキャンレス三次元CT（コンピュータ断層）計測について，（２－３）発光強度分布の瞬間三次元分布のスキャンレスCT計測，（２－４）3Dプリンティング，（２－５）多方向定量シュリーレンCT計測法，（２－６）高速乱流バーナー火炎の密度分布の瞬間三次元分布の計測，（２－７）多方向定量シュリーレン3D-CT法の他の応用例，（３）文献
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最新の可視化技術「非定常火炎のスキャンレスCT（コンピューター・トモグラフィー）多次元計測の実際」
石野洋二郎，齋木悠
日本ガスタービン学会誌 41 ( 5 ) 394 - 400 2013年09月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（国際会議プロシーディングズ） 出版者・発行元：日本ガスタービン協会
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多方向同時撮影・三次元ＣＴ法による非定常燃焼現象の可視化計測
石野 洋二郎，齋木 悠，富田 和史，大北 雄哉
可視化情報学会誌 31 ( 120 ) 9 - 14 2011年01月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（国際会議プロシーディングズ） 出版者・発行元：可視化情報学会
本稿では，研究やエンターテーメントの分野で利用されている「多方向同時撮影」と，医療分野でＣＴスキャンとして普及している「三次元CT（コンピューター断層撮影）」とを組み合わせた，ノンスキャン三次元ＣＴ計測法「多方向同時撮影三次元CT法」による非定常火炎の計測について述べる．なお，可視化情報学会には様々な領域の会員，すなわち，燃焼・流体研究者以外の会員も所属していることも意識して，当該技術の周辺事項についても記述する．
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乱流火炎形状のスキャンレス三次元CT計測 --- 40眼カメラによる多方向同時撮影法と三次元CT法による乱流予混合火炎の瞬間輝度分布の三次元計測---
石野洋二郎，大岩紀生
日本燃焼学会誌 46 ( 137 ) 142 - 152 2004年08月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（国際会議プロシーディングズ） 出版者・発行元：日本燃焼学会
講演・口頭発表等
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開放型スワールバーナーに形成されるアンモニア・空気予混合火炎の多方向シュリーレン三次元CT計測
森 湧生，國島 智哉，松井 祐貴，西澤 賢治，石野 洋二郎
第60回燃焼シンポジウム 2022年11月 （一）日本燃焼学会
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京都墨田区 国名：日本国
本研究では，多方向シュリーレンカメラにより獲得した定量シュリーレン画像群からCT法を用いて瞬間三次元密度分布を獲得する手法を提案してきた．一方，CO2非排出の燃料として注目されるアンモニアは，難燃性であるため，アンモニアのみを燃料とする開放型バーナーの開発は容易とは言えない．本研究では，開発に成功した「開放型スワールバーナー」のアンモニア・空気予混合火炎に対して，三次元CT法による計測を行った．
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ベース・ラジアル機構に基づく無振動内燃ピストンエンジン（試作エンジンの設計・製作および実作動特性の把握）
石野 洋二郎，及川 拓真，米田 百花，日比 瞭介
第33回内燃機関シンポジウム 2022年11月 （一般社団法人）日本機械学会
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京都墨田区 国名：日本国
無振動，一定運動エネルギーの物体運動を与える機構である「ベース・ラジアル機構」を見出した．この機構に基づけば，多様なエンジン・流体機械の設計が可能となるが，本研究では，低振動な内燃エンジンの設計・試作を行った．この試作エンジンでは，低振動特性，ならびに，ピストンの使用による作動流体の漏洩が少ない高効率性が期待される．発表では，設計理論の説明と，燃料で自立運転する本試作エンジンの作動特性の計測などの結果を報告する．
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遠隔地における接触熱環境を体験するテレ・ハプティクス・ロボットアーム・システムの構築（ウェアラブル装置における熱環境再現性の検討）
山根 久実、塚田 哲司、石野 洋二郎
熱工学コンファレンス2022 2022年10月 （一般社団法人）日本機械学会
開催年月日： 2022年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京 東京大学 国名：日本国
触覚環境だけでなく，熱流動環境を体験できるロボットアームおよびロボットハンドの開発を目指して，実機を試作した．遠隔ロボットハンドの指には，オペレーターの指部の熱的特性が与えられ，接触対象物とロボットハンドの熱的相互作用により達成される境界面表面温度の情報が転送され，その温度情報に基づきウェアラブル装着の温度調節装置が作動し，ウエアラブル装置とオペレーターの熱的相互作用表面温度として遠隔熱環境が再現され体験が可能となる．実験の結果，良好な熱環境の再現性が得られたので，報告を行う．
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Microscopic Image Diagnostics with Visible Emission Light for Self-burning Surface Temperature Distribution of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) in Oxygen 国際会議
Yojiro Ishino，Rion Ito
2022年08月 Pacific Center of Thermal Fluids Engineering (PCTFE)＆The Visualization Society of Japan (VSJ)
開催年月日： 2022年08月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
国名：日本国
Carbon Fiber Reinforced Plastic(CFRP) has been widely used in variety industries because of its high strength-density ratio. Therefore disposal method of waste CFRP should be considered in advance now. We have been proposed a combustion incineration of carbon fiber(CF) residue after recycle use. However, carbon fiber residue is almost impossible to be burned out by even high temperature burnt gas because of extremely high melting point of carbon fiber and a low oxygen concentration in burnt gases[1].
In this study, self-sustained combustion of carbon fiber in oxygen has been reported. In order to obtain information of the self-sustaining mechanism of the combustion, in this paper, a convenient optical technique to acquire the 2D distribution of high surface temperature of glowing solid material was conducted.
In this technique, magnified thermographic view of the high temperature specimen was provided by comparison between RGB brightness information of conventional photograph of the visible light emission of the surface and previously-calculated values from Planck's law and the spectral sensitivity of the camera system.
In this paper, first, accuracy of the method was verified by comparison between the 2D temperature distribution result of a glowing fine (0.5 mm dia.) graphite rod in burnt gas of a propane-air premixed laminar flame and its estimated temperature distribution measured by PR-type thermocouple and compensated by Kaskan's method. Next magnified instantaneous 2D temperature diagnostics of self-burning carbon fiber bundle in oxygen was made. The 2D surface temperature distribution result gives very high temperature over 2900 K on carbon fiber surface in in-oxygen combustion incineration. -
ベース・ラジアル機構に基づく無振動内燃エンジンの試作および実作動時の特性の把握
石野 洋二郎，及川 拓真，米田 百花，日比 瞭介
第26回動力・エネルギー技術シンポジウム 2022年07月 （一般社団法人）日本機械学会
開催年月日： 2022年07月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：佐賀市 国名：日本国
無振動，一定運動エネルギーの物体運動を与える機構である「ベース・ラジアル機構」を見出した．この機構に基づけば，多様なエンジン・流体機械の設計が可能となるが，本研究では，低振動な内燃エンジンの設計・試作を行った．この試作エンジンでは，低振動特性，ならびに，ピストンの使用による作動流体の漏洩が少ない高効率性が期待される．発表では，設計理論の説明と，燃料で自立運転する本試作エンジンの作動特性の計測，火炎の伝播状況の可視化観察などの結果を報告する．
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ベース・ラジアル機構に基づく新型無振動ピストンエンジンの試作研究
及川 拓真，米田 百花，石野 洋二郎
環境工学総合シンポジウム2022 （一般社団法人）日本機械学会
開催年月日： 2022年07月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：高松市 国名：日本国
無振動，一定運動エネルギーの物体運動を与える機構である「ベース・ラジアル機構」を見出したため，これを利用した新型内燃エンジンの設計・試作を行った．この新型エンジンでは，ピストンを使用するため，低振動ではあるが，シールからの作動流体の漏洩が多く，高い効率が望めない回転式エンジン「バンケル・エンジン」とは異なり，作動流体の漏れは少なく，高効率が期待できる．発表では，シリンダー内部での火花点火火炎の伝播状況の可視化観察の結果も報告される．
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遠隔地の熱環境を計測・体験するテレ・ハプティクス・ロボットアーム・システムの構築
塚田 哲司，杉浦 良，山根 久実，石野 洋二郎
環境工学総合シンポジウム2022 2022年07月 （一般社団法人）日本機械学会
開催年月日： 2022年07月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：高松市 国名：日本国
遠隔地の触覚環境を体験できるロボットシステムは，感染症対策や，これからの人手不足，高齢化社会にとって開発が急務とされている．本研究では，触覚環境だけでなく，熱流動環境を体験できるロボットアームおよびロボットハンドの開発を目指して，実機を試作した．遠隔地のロボットハンドには，オペレーターの熱的特性が与えられており，そのロボットハンド指表面に組み込まれた温度センサーからの温度情報により，ウェアラブル装着の温度調節装置が作動し，熱環境が再現される．本報告では，温度センサーの形状が温度再現性に与える影響を調べた．
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アンモニアのみを燃料とする乱流火炎の多方向シュリーレン三次元CT計測
石野 洋二郎，國島 智哉，松井 祐貴，森 湧生
環境工学総合シンポジウム2022 2022年07月 （一般社団法人）日本機械学会
開催年月日： 2022年07月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：高松市 国名：日本国
本研究では，多方向シュリーレンカメラにより獲得した定量シュリーレン画像群から得られる「偏差密度厚さ分布画像」群をプロジェクションデータとする三次元CT法により瞬間三次元密度分布を獲得する手法を提案してきた．一方，CO2排出を伴わない燃料としてアンモニアが注目されているが，難燃性であるため，他の炭化水素系の助燃料を用いない，アンモニアのみを燃料とする開放型バーナーの開発は困難とされる．本研究では，開発に成功した「開放型アンモニアバーナー」の乱流火炎に対して，三次元CT法による計測を行った．
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多方向同時シュリーレン三次元CT法による乱流火炎の瞬間三次元温度計測（基準屈折率ガス噴流を用いた精度の向上）
石野 洋二郎，國島 智哉，森 湧生，Cao Xiangdong，松井 祐貴
熱工学コンファレンス 2021 日本機械学会
開催年月日： 2021年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン（当初の予定開催場所：佐賀大学）
本研究ではこれまでに，高速フラッシュライトを光源とする多方向シュリーレンカメラにより獲得した定量シュリーレン画像群をプロジェクションデータとする三次元CT（コンピューター断層造影）法により，乱流火炎など瞬間三次元密度／屈折率分布を獲得する手法を提案してきた(1-4)．火炎を計測対象とする場合，密度／屈折率の分布より温度分布を望む声も多い．そこで本報では，屈折率のCT計測結果から温度分布を算出する場合に問題となる，屈折率計測値の正確性に着目した．本実験でははじめに，ヘリウム噴流を基準屈折率分布として用い，ガスサンプリング濃度計測とCT計測の両方を行った．両結果を比較したところ，本CT計測結果がガスサンプリング濃度計測結果を比較的良く再現していることが確認された．さらに，予め熱電対で温度分布が計測されている軸対称層流予混合火炎の三次元CT計測を実施し，両者の温度が良い一致を示すことがわかった．本報では，つぎに計測対象とする乱流火炎の可視化観察結果が報告された．
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酸素雰囲気中で自燃するCFRP(炭素繊維強化プラスチック)の温度計測（可視光を用いた高温表面温度の画像計測）
石野 洋二郎，石原 優美子
熱工学コンファレンス 2021 日本機械学会
開催年月日： 2021年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン（当初の予定開催場所：佐賀大学）
軽量かつ高強度の「炭素繊維強化プラスチック（CFRP）」については，今後の利用量の増大に備え，難燃性CFRPの最終焼却処分方法について検討する必要があり，本研究では，酸素雰囲気中での自燃を用いた処理法を提案(1, 2) してきた．当該燃焼方法の理解には，燃焼中のCFRPの微細温度分布に関する情報が不可欠であるが，酸素雰囲気下の燃焼は非常に高温となるため，温度計測が容易ではない．前報(1, 2)では，"G"FCR("Graphite" Fine Cylindrical Rod: シャープペンシル芯を利用)の表面の赤熱状況撮影および赤熱画像のRGB分解の結果を示した．本報では，自燃CFRPの表面から放射される可視光を用いた，微小領域光高温度画像計測の方法，ならびに結果の報告を行う．
産業財産権
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バーナ
石野 洋二郎，安田 益雄，江口 文康，高田 有則，加藤 雅彦
出願人：国立大学法人名古屋工業大学，株式会社成田製陶所，株式会社ナリタテクノ，株式会社加藤鉄工バーナー製作所
出願番号：特願2022-169945 出願日：2022年10月
出願国：国内
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無振動機構レイアウトとその応用機器
石野 洋二郎
出願人：国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：特願2022-101280 出願日：2022年06月
権利者：名古屋工業大学 出願国：国内
一定距離だけ離れた２点を軸として同角度で回転する２つの直線ユニットによって駆動される軌道ユニットの数が３以上の場合に、合成重心の位置が移動せず、総合運動エネルギーの変化もない特性を有するベース・ラジアル機構に基づき、さらに、２つの直線部分と軌道ユニットの間で変動体積の密閉空間を形成することで、作動流体の漏れが無く高効率で、無振動無揺動のエンジン、流体機械およびその他の機械を提供する。
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トルク制御が可能なサーボモーター装置システム
石野 洋二郎
出願番号：特願2019-103898 出願日：2019年06月
出願国：国内 取得国：国内
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燃料ガスの当量比計測装置，ガス漏れ警報器，および三次元シュリーレンCT計測システム
石野洋二郎
出願人：国立大学法人 名古屋工業大学
出願番号：2018-120960 出願日：2018年06月
公開番号：特開2020-3261 公開日：2020年01月
出願国：国内 取得国：国内
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熱機関
石野洋二郎
出願人：国立大学法人名古屋工業大学 鵜飼\裕之
出願番号：特願2016-037579 出願日：2016年02月
出願国：国内 取得国：国内
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連続駆動内燃機関
石野洋二郎，田中健太郎
出願人：国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：特願2015-057094 出願日：2015年03月
出願国：国内 取得国：国内
本発明は、シリンダーにピストンを挿入したピストン方式の燃焼室を有する連続駆動内燃機関に関するものである。
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単発駆動内燃機関
石野洋二郎，田中健太郎
出願人：国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：特願2014-108751 出願日：2014年05月
出願国：国内 取得国：国内
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ロケットエンジン
石野 洋二郎，加藤 義春，野口 好夫
出願人：国立大学法人名古屋工業大学，（有）加藤精密工業，（株）人材開発支援機構
出願番号：特願２０１４－２３７２９ 出願日：2014年02月
出願国：国内 取得国：国内
液体ロケットエンジンの推進剤供給形式に関する特許．
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ガスコンロ
鹿島 彰浩，石野 洋二郎
出願人：東京瓦斯株式会社，国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：意願２０１３－３０４４７ 出願日：2013年12月
特許番号/登録番号：登録第1509343 登録日：2014年09月 発行日：2014年09月
出願国：国内 取得国：国内
ガスコンロの五徳に関する意匠であり，燃焼ガスの流れの制御が可能で，着脱式なのでとりまとめのしやすさが考慮された五徳のデザインである．
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ガスコンロ
鹿島 彰浩，石野 洋二郎
出願人：東京瓦斯株式会社，国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：特願２０１３－２６８０４４ 出願日：2013年12月
公開番号：特開2015-124916 (P2015-124916A) 公開日：2015年07月
特許番号/登録番号：特許第6150296号(P6150296) 登録日：2017年06月
権利者：東京瓦斯株式会社，国立大学法人名古屋工業大学 出願国：国内 取得国：国内
本発明は、ガスコンロに関し，清掃の容易性と外観性を改善すること、その際に、直火加熱の加熱効率を高めること、ガスコンロの使用環境を悪化させること無く、良好な使用快適性を得ること、などが目的の発明である．
Works（作品等）
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ジグザグ円筒面ローラーを用いた人間搭乗型巨大二足歩行ロボット
石野洋二郎
2011年09月
発表場所：東京ビッグサイト（大学見本市，イノベーションジャパン）
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i-Walker（人間搭乗型巨大二足歩行ロボット）
石野 洋二郎，齋木悠，岩澤宏太
2010年11月
発表場所：吹上ホール
名工大名市大合同テクノフェアにてi-Walker（人間搭乗型二足歩行ロボット）を展示．試乗会では老若男女多数の参加者が搭乗体験．この様子はテレビ愛知等で放映．当該機は日刊工業新聞でも特集取材された（２０１１年２月７日）．
受賞
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学会賞（技術賞（カテゴリー：Ⅰ））
2019年07月 一般社団法人 可視化情報学会 CT ( COMPUTER TOMOGRAPHY ) MEASUREMENT OF 3D DENSITY DISTRIBUTIONS OF HIGH-SPEED PREMIXED TURBULENT FLAMES ( MULTI-PATH INTEGRATION IMAGE-NOISE REDUCTION TECHNIQUE BASED ON NOVEL CONCEPT OF COMPLEX BRIGHTNESS GRADIENT IN QUANTITATIVE SCHLIEREN IMAGES )
Ahmad Z. Nazari, Yojiro Ishino, Ryoya Yamada, Takanori Motohiro, Fumiya Ito, Harumi Kondo, Yoshiaki Miyazato, Shinichiro Nakao
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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Best Research Paper Award（最優秀研究論文賞）
2019年04月 American Society of Thermal and Fluids Engineers CT (COMPUTER TOMOGRAPHY) MEASUREMENT OF 3D DENSITY DISTRIBUTIONS OF FLAME: OBTAINING VERTICAL GRADIENT SCHLIEREN BRIGHTNESS FROM HORIZONTAL GRADIENT FOR IMAGE-NOISE REDUCTION
Ahmad Zaid Nazari, Yojiro Ishino, Ryoya Yamada, Takanori Motohiro, Fumiya Ito, Harumi Kondo, Yoshiaki Miyazato, Shinichiro Nakao
受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：アメリカ合衆国
Using a delicate multi-directional quantitative schlieren optical system, the 20-directional observation of high-speed premixed turbulent flame, non-uniform density flow, by employing non-scanning 3D-CT (three-dimensional computer-tomography) technique has been conducted. The 3D density distributions data of target flame by using ML-EM (Maximum Likelihood-Expectation Maximization) an appropriate CT (computer-tomography) algorithm are successfully reconstructed. In the previous report, a novel technique "multi-path integration" is proposed for noise reduction in projections (density thickness) images of CT (computer-tomography). Multi-path integration is required schlieren brightness gradient in both horizontal (x-directional) and vertical (z-directional) directions, or in another word, in two orthogonal directions (e.g. horizontal and vertical or two perpendicular diagonal directions). The 20-directional quantitative schlieren optical system presents only images of schlieren brightness in the horizontal gradient (x-directional) and another 20-directional optical system seems necessary to obtain vertical (z-directional) schlieren brightness gradient, simultaneously. In the present investigation, the report deals with introducing a new technique for obtaining vertical schlieren brightness gradient from horizontal experimental data without the necessity of a new optical system. This new approach is a simple and inexpensive solution. First, for a deep understanding of complex schlieren brightness, a numerical simulation is performed. Next, the initial density thickness (Dt) images are obtained from images of schlieren brightness in the horizontal gradient (x-directional). Finally, using inverse process from density thickness (Dt) images, the vertical (z-directional) and diagonal schlieren brightness gradient data of target flame successfully obtained. The mentioned technique can be used for obtaining any optional directions of schlieren brightness gradient.
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ベストプレゼンテーション賞
2018年11月 日本燃焼学会 複数燃料種が混在する予混合気体場の当量比分布の定量シュリーレン瞬間三次元CT計測 - 当量比・屈折率の普遍関係式に基づく当量比計測 -
石野洋二郎，近藤晴海，元廣孝徳，Ahmad Zaid NAZARI，山田凌矢，伊東郁哉
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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日本機械学会優秀講演フェロー賞受賞者
2018年07月 日本機械学会 CFRP（炭素繊維強化プラスチック）の焼却処理に関する研究 ー試験片の燃焼特性の観察
田畑まどか，石野洋二郎，當山 良太
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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日本機械学会東海支部フェロー賞
2016年09月 日本機械学会東海支部 20方向シュリーレン三次元CT計測による乱流予混合気流中の火花点火火炎の成長過程の観察
永瀬 公博，林 直樹，石河 雄太，Ahmad Zaid Nazari，柿本 和摩，齋木 悠，石野 洋二郎
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
本研究では，これまでの研究を拡張し，予混合火炎に対し多方向から定量シュリーレン撮影を実施し，空間積分処理により密度厚さ分布画像を作成し，三次元CT処理により三次元密度分布を得る計測法を提案する．本報では，定量シュリーレンCT法の計測原理および20組のシュリーレン光学系から構成される20方向マルチ・シュリーレンカメラを用い，乱流予混合気中において火花点火により得られた火炎核の瞬間三次元密度分布の三次元CT再構成を行った結果を報告した．
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可視化情報学会ベストプレゼンテーション賞
2015年10月 可視化情報学会 噴出速度の異なる高速乱流バーナー火炎の瞬間三次元密度分布の２０方向シュリーレンCT計測と３Dプリンティング
石河 雄太，林 直樹，Abd Razak Ili Fatimah，齋木 悠，石野 洋二郎
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
多方向定量シュリーレン撮影により，予混合火炎の輝度分布を獲得し，その輝度分布を空間積分することで密度偏差厚さの獲得を行った．そして，獲得された密度偏差厚さをプロジェクション画像として，三次元CT法により再構成することで瞬間三次元密度分布の獲得を行った． 本発表では，２０台のシュリーレン光学系からなる多方向シュリーレン・カメラにより，実用バーナーの高速乱流予混合火炎のシュリーレン撮影を行い，同火炎の瞬間三次元密度分布の三次元CT再構成を行った結果を報告する．本報では，とくに，バーナー噴出速度による火炎形状の変化について調査した．さらに，得られた瞬間三次元分布データを基に，３Dプリンターにより乱流火炎の瞬間形状の三次元モデルを作製した．
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日本機械学会 環境工学部門 研究業績賞
2015年07月 日本機械学会
石野洋二郎
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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日本機械学会環境工学部門研究奨励賞
2014年11月 日本機械学会環境工学部門 非偏心回転式エンジン「イシノ・エンジン」の開発（高速度ビデオ撮影による点火および火炎伝播過程の把握）
藤井 博之，手嶋 啓介，山本 優作，石野 洋二郎
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
非常時の電源確保のために分散型発電の需要が増しており，近接で使用の際には低振動特性が重要となる．低振動性に優れるロータリー機構は，多様な機関が考案されており，偏心回転機構であるヴァンケル式ロータリーエンジンなどが存在するが，偏心回転により振動が発生してしまう．本研究では，広い産業分野に展開可能性のある技術である，低振動の非偏心回転式新型エンジン「イシノ・エンジン」が考案された．発表では，機関構成と作動原理，機関コンパクト性および圧縮比の観点からの評価や，高速度カメラによる燃焼室内の点火および火炎伝播過程の可視化による詳細な検証が報告された．これら一連の研究成果による，新しいエンジンの提案は高く評価できる．第23回環境工学総合シンポジウムにおいて，上記に関する講演を行い，最優秀であると認定されたため研究奨励表彰に十分に値すると判断された．
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学会賞（技術賞）「マルチミラー光学系と三次元CT法による乱流予混合火炎の時系列三次元計測」
2011年07月 社団法人 可視化情報学会
齋木悠，大北雄哉，徐ヨウ，堀本健太，石野洋二郎
受賞区分：国内外の国際的学術賞 受賞国：日本国
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ギネス世界記録認定「The most lenses on a photographic camera」
2009年11月 -
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科研費（文科省・学振）獲得実績
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フラッシュ・シュリーレン３D－CT法による実用乱流火炎の実像獲得
2016年04月 - 2020年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
石野 洋二郎
担当区分：研究代表者
共同研究実施実績
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環境配慮型アンモニアガスバーナの開発
2022年04月 - 2023年03月
名古屋工業大学，成田製陶所 学内共同研究
石野洋二郎
資金種別：産学連携による資金
配分額：650000円 （ 直接経費：500000円 、 間接経費：150000円 ）
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ＮＨ３（アンモニア）ガスバーナの開発
2022年04月 - 2023年03月
名古屋工業大学，成田製陶所，加藤鉄工バーナー 国内共同研究
石野洋二郎
担当区分：研究代表者
配分額：650000円 （ 直接経費：500000円 、 間接経費：150000円 ）
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超小型液体ロケットエンジン開発
2016年04月 - 2017年03月
加藤精密工業 国内共同研究
石野洋二郎，加藤義春、加藤義春
亜酸化窒素を酸化剤，エタノールを燃料とする超小型液体ロケットの開発を実施すると同時に，それを用いたロケットの打ち上げを計画．本年は，相手先企業でのエンジンシステムの製作，本学側での打ち上げ場所の視察を行った．
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多次元密度場の光学計測における各種計測手法の検討
2014年09月 - 2017年03月
北九州市立大学 国内共同研究
石野洋二郎（名古屋工業大学），宮里義昭（北九州市立大学）
多方向同時シュリーレン撮影によるCT計測を得意とする名古屋工業大学側と，レインボーシュリーレン計測を実施する北九州市立大学とで，各計測手法の特長について検討を行う．対象とする流体現象は，当初は，超音速噴流から始める．
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三次元CT（コンピュータ断層造影）計測法による火炎計測
2013年04月 - 2017年03月
中部大学 国内共同研究
石野洋二郎（名工大），平沢太郎准教授（中部大学）
三次元CT計測を用いて，複雑な三次元形状の火炎の実態形状を把握する研究を実施．初年度は，相手先大学の大学院生に，名工大のCT解析コンピュータコードの説明を行い，計算プログラムを共有化した．
委員歴
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アメリカ機械学会 K22可視化技術委員会 委員
2015年07月 - 現在
団体区分：学協会
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日本設計工学会 中部支部 商議員
2015年04月 - 現在
団体区分：学協会
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日本機械学会 環境工学部門 第3技術委員会 委員
2010年04月 - 現在
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 商議員
2010年04月 - 現在
団体区分：学協会
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日本機械学会 RC研究委員会（熱流体計測）
2006年04月 - 現在
団体区分：学協会
メディア報道
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新型無振動／高効率3気筒内燃エンジンを試作し、燃料による駆動運転に成功 名古屋工業大学 インターネットメディア
fabcross for エンジニア fabcross for エンジニア 2022年07月
執筆者：本人以外
名古屋工業大学大学院工学研究科の石野洋二郎教授らの研究グループは2022年7月7日、新たに考案した無振動かつ無揺動の機構（メカニズム）に基づいた、新型無振動で高効率の3気筒内燃エンジンを設計、製作し、モーター等のアシストを必要としない燃料による駆動運転に成功したと発表した。輸送機械や発電装置に、この内燃エンジンが広く用いられるようになることが期待される。