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~流れを科学する研究所~

坪郷計算工学研究所

Tsubogo Computational Research Institute

様々な課題の流れ解析事例

酸素溶解装置の流れ解析:
安原環境テクノロジー株式会社

 東南アジア諸国等で行われているエビや魚の養殖場は,閉鎖性が高い水域であり,汚水が溜まりやすくヘドロとして堆積しやすい流れ場でもある.さらに,これらの養殖場から直接汚水が排水するため周辺の水環境への影響が危惧される.そのため,養殖場内の水環境改善はもとより,養殖場から排出される汚水の水質改善に関する対策が急務である.

 そこで本開発では,細孔を用いないで水中に気泡を供給する手段として,重力により発生する水流を利用して,負圧を発生させ流水中へ気泡を取り込み,水と気泡が混在する流体として水中に投入する方法の確立を目指す.本研究は,計算格子の再構成を必要とせず,複雑で大規模な水面変形問題において界面捕捉法は自由水表面流れ解析において有力な手法の一つである密度関数法を用いて水槽内における循環流の流れ解析を行い,水槽内への酸素溶解状況の把握を行い,開発した装置の性能評価を行った.

スロッシング現象の解析

 2011年3月東日本大震災は,想像を超えるマグネチュード9.0の巨大地震で,岩手県沖から茨城県沖までが震源域となった.マグネチュードが大きくなる程,長周期地震動に被害が顕著になることが容易に想像できる.長周期地震動による危険物施設の被害としては,石油タンク,LNGタンクおよび液体貯蔵タンクの液面揺動(スロッシング)によるものがあげられる.液体燃料貯蔵タンクのスロッシングは,長周期地震動と共振することで振幅が増大して,火災および内容物の流出といった災害につながる.また,危険構造物ではないが,重要なライフラインの一つである水道施設は貯水タンクおよび満水状態の配管網などの施設を有する.これらの耐震性は,地震動に共振する液体のスロッシングにも着目して検討する必要がある.このようにスロッシング現象は,流体工学・地盤工学に共通の重要課題である.
 提案する手法は,流体運動の抑制が改善され,スロッシング現象に代表される壁面境界が大きく運動する計算条件下においても,数値拡散が発生しないモデルの構築を目指す.

研究業績

査読付き論文

  1. 坪郷浩一, 朝位孝二,羽田野袈裟義 : Level Set法を用いた気泡崩壊の数値計算に関する研究, 応用力学論文集,Vol.6,pp.201-214, 2003.
  2. 坪郷浩一,朝位孝二,羽田野袈裟義 : 閉じた空間における浸水時避難行動シミュレーションに関する研究, 地下空間シンポジウム論文集, Vol.9, pp.29-38, 2004.
  3. 朝位孝二,三村幸広,河元信幸,坪郷浩一 : 細溝付き円柱周りの局所洗掘に関する研究, 水工学論文集, 第48巻, pp.823-828, 2004.
  4. 坪郷浩一,朝位孝二 : 密度関数法による自由水表面流れ解析のための体積補正法の開 発, 水工学論文集,第49巻,pp.697-702, 2005.
  5. 朝位孝二,坪郷浩一,小松利光 : 特性曲線形式および保存形式高次精度6-point schemeの開発, 土木学会論文集, No.803/II-73, pp.29-44, 2005.
  6. 朝位孝二,坪郷浩一 : 密度関数法による自由水表面流れ解析のための体積補正法に関する研究, 土木学会論文集,No.810/II-74, pp.127-132, 2006.
  7. 坪郷浩一, 中村勝美, 山本一夫, 上俊二, 福田靖 : 不織布フィルターの降雨時法面保護機能に関する研究, 地盤と建設,Vol.28,pp.169-175, 2011.
  8. 坪郷浩一, 中村勝美, 山本一夫, 上俊二, 福田靖 : 不織布フィルターを用いた降雨時の法面侵食防止に関する研究, 地盤と建設,Vol.29,pp.89-97, 2012.
  9. 坪郷浩一 : 特性曲線法に基づく高次精度移流輸送計算手法の開発, 土木学会論文集A2 (応用力学),Vol.73,No.1,  pp.1-10, 2017.
  10. Koichi Tsubogo : Flow Analysis with the High-accuracy Scheme for Advection Transport Method, Theoretical and Applied Mechanics Japan,  National Committee for IUTAM, Vol.64, pp.41-50, 2018.   

国際会議

  1. Koji Asai, Koichi Tsubogo : Study on Numerical Simulation for Rupture of Bubble at Water Surface by Level Set Method,  Proc. of the 4th International Symposium on Environmental Hydraulics and the 14th, Congress of Asia and Pacific Division IAHR, pp.215-221, 2004年12月(Full paper 査読あり).
  2. Koji Asai, Koichi Tsubogo and Toshimitsu.Komatsu : Development of High-Order and High-Resolution 6-point Scheme for Advection Transport International Conference on Computational Methods, 2007年4月.
  3. Koichi Tsubogo : Development of a new analysis method for two phases of gas  and liquid flow, The Twelfth International Conference on Flow Dynamics(ICFD2015), 2015年10月.
  4. Tetsuya sumida, Koichi Tsubogo and Wataru Yamasaki : Velocity Measurement  of the Flow Field in Rearing Tank Using Particle Imaging Velocimetry, Techno-Ocean 2016 IEEE, 978(1), pp.249-253, 2016年10月(abstract査読あり).
  5. Koichi Tsubogo : Development of Two Phases of Gas and Liquid Flow with Density Function Method, The Thirteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016), 2016年10月.
  6. Koichi Tsubogo : Flow analysis of the dam break problem with the density function method, The 3rd International Conference on Numerical Methods in  Multiphase Flows, Tokyo, Japan, 2017年6月(abstract査読あり).
  7. Koichi Tsubogo : Development of High-accuracy  Scheme for Advection Transport with the Characteristics Curve Method, Extended Abstracts of the Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference, Okinawa, Japan, 2017年10月(Full paper 査読あ り).
  8. Koichi Tsubogo, Tetsuya Sumida : Flow of Numerical Prediction for Seedling Production with Density Function Method, OCEANS’18 MTS/IEEE Kobe /Techno-Ocean 2018, Japan, pp.1-5, 2018年5月(abstract査読あり).
  9. Koichi Tsubogo, Takahiro Yasuhara, Mitsunori Ouchi : Development of a New Analysis Method for Wastewater Purification Circulation Equipment, OCEANS’18 MTS/IEEE Kobe / Techno-Ocean 2018, Japan,  pp.1-5, 2018年5月(abstract査読あり).
  10. Koichi Tsubogo, Tetsuya Sumida : Numerical Prediction of Flow in a Circular Tank for Seed Production, The Twenty-eighth (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference Sapporo, Japan, pp.553-558, 2018年6月 (Full paper 査読あり).
  11. Koichi Tsubogo, Takahiro Yasuhara, Mitsunori Ouchi : Numerical Analysis in Wastewater Purification Circulation Equipment, The Twenty-eighth (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference Sapporo, Japan, pp.559-564, 2018年6月 (Full paper 査読あり).
  12. Koichi Tsubogo, Masayuki Hyodo : Sloshing in Liquid Tank  with the Density Function Method, IOP Conference Series Earth and Environmental Science(29th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems), Vol.240(7), pp.1-7, March, 2019.(Full paper 査読あり).
  13. Koichi Tsubogo,Takahiro Yasuhara,Mitsunori Ouchi, Tetsuya Sumida : Flow Analysis in Circular Aquarium of Aquaculture, ICFE 2019(International Conference on Fisheries Engineering), Nagasaki, Japan, pp.251-252, 2019年9月.

講演・セミナー等活動

  1. 2015年11月 大島商船高専技術交流会 講演                  講演題目「流れの不思議について」
  2. 2017年  2月 山口大学工学部 平成28年度博士後期課程進学説明会 講話
  3. 2017年  9月 徳山高専 周南地域地盤セミナー 講演              講演題目「水災害に関する防災・減災対策」
  4. 2018年  1月 山口大学工学部 平成29年度博士後期課程進学説明会 講話
  5. 2018年  8月 ラジオ番組 出演:FM山口 ザ・ムーブマンに出演
  6. 2018年  9月 徳山高専 周南地域地盤セミナー 講演              講演題目「地震時おける粘性土地盤上の水槽のスロッシングに関する解析」
  7. 2019年  1月 山口大学工学部 平成30年度博士後期課程進学説明会 講話
  8. 2019年  2月 NPOまなラボデザインラボ 特別授業               講演題目「『流れ』って、何だろう?」
  9. 2019年  3月 防府市創業支援センター 座談会 講師              講演題目「産学公連携について」
  10. 2019年  9月 徳山高専 周南地域地盤セミナー 講演              講演題目「地震動に起因するタンク内液面搖動」
  11. 2019年11月 防府市中小企業サポートセンター 第1回流体セミナー 講師    講演題目「流体の専門家が解決します!」
  12. 2019年12月 主催:SPの会九州支部 共催:日本測量協会九州支部 講演講師  講演題目「地震動に起因する液体貯蔵施設の被害」
  13. 2019年12月 NPOまなラボデザインラボ 探求講座               講座題目「流れの探求講座」
  14. 2020年  1月 山口大学工学部 令和元年度 博士後期課程進学説明会 講話

受賞歴

  1. 平成24年4月 平成24年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞受賞
  2. 平成24年11月 山口県下松市産業技術振興市長特別賞受賞
  3. 平成26年5月 第25回イーオンTOEICのびのびコンテスト全国第10位       (英会話AEON主催)
  4. 令和元年11月 科目別優秀講師表彰 ブロンズ賞 (総合資格学院)

会社概要

会社名 坪郷計算工学研究所
住所 山口県防府市石が口二丁目5-21
所長 坪郷浩一
設立 2015年11月
設立 2015年11月

坪郷計算工学研究所

☆所長略歴

山口県防府市生まれ。
野田学園高等学校~西日本工業大学~山口大学大学院修了。博士(工学)。
民間企業にて約10年間研究開発に取り組む。2015年11月にフリーランスの研究者として独立。小学4年から「流体」に関わる研究を一貫して行ってきている。

 

☆弊所の特色やこだわり
流体力学に関連する土木・機械・建築などの教育指導および研究開発を行うことができます。さらに、数学・物理から歴史に関する幅広い博識と見識があります。

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