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田中 健太郎 (タナカ ケンタロウ) TANAKA Kentaro
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研究分野 【 表示 / 非表示 】
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ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 機械要素、トライボロジー / 流体潤滑
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情報通信 / 計算科学 / 粒子法
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ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 / 微小液滴
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ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 設計工学
論文 【 表示 / 非表示 】
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Observation of Wetting Behavior with Ultralow Contact Angle by a Total Reflection and Interference Fringe Method
He Li, Kentaro Tanaka, Katsumi Iwamoto , 2020年11月
Langmuir , 36 (48) , 14892 - 14898
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表面テクスチャリングが往復動潤滑特性に及ぼす影響
松村 哲太, 藤野 俊和, 小田 真輝, 田中 健太郎, 岩本 勝美 , 2020年
マリンエンジニアリング , 55 (2) , 245 - 252
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窪みおよび溝形状のテクスチャリングを有する平面しゅう動部の潤滑特性 - 平行平面間に表面テクスチャリングを施した場合
小田 真輝, 岩本 勝美, 田中 健太郎, 藤野 俊和 , 2018年
マリンエンジニアリング , 53 (5) , 727 - 736
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窪みおよび溝形状のテクスチャを有する平面しゅう動部の潤滑特性- サーフェステクスチャを施した平面上を円筒がしゅう動する場合
小田真輝,岩本勝美,田中健太郎,藤野俊和 , 2017年10月
日本マリンエンジニアリング学会誌 , 52巻6号 , 795 - 802
著書 【 表示 / 非表示 】
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数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御
田中 健太郎 , 2018年03月
テクノシステム , 第6章第2節 流体潤滑における数値解析研究の動向 , 367-370
科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示 】
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潤滑油含侵DLC膜の開発と大気環境下での超潤滑発現に関する研究
研究期間: 2024年04月 - 2027年03月 代表者: 崔 ジュン豪
基盤研究(B) 研究分担者 24K00793
本研究は、以下に示す研究計画で3年間行う予定である。
①油含侵メカニズムの解明:DLC膜中への潤滑油分子の含侵は、DLC膜の内部構造に起因する微細なボイド、膜の組成(表面エネルギー)、潤滑油分子の分子量などに依存することが予測されるため、異なる内部構造、組成を有するDLC膜について、異なる分子量の潤滑油を用いた油含侵を行う。さらに陽電子消滅法(陽電子寿命測定)および粒子法により、そのメカニズムを明らかにする。
②無潤滑条件下での超潤滑性解明:無潤滑条件下での摩擦特性評価を行う。
③潤滑油中における摩擦特性評価:油潤滑条件下において摩擦特性評価およびすべり軸受試験機を用いた耐焼付き性の評価を行う。 -
研究期間: 2020年04月 - 2024年03月 代表者: 田中 健太郎
基盤研究(C) 研究代表者 20K04236
粒子法を用いて流体潤滑向けの数値シミュレータを開発を行う。従来の手法では難しかった、枯渇潤滑など気液界面の大変形が重要な寄与をもたらす問題をもシミュレーションの対象する手法である。
流体潤滑特有の狭い隙間と広い潤滑面を有する、つまり計算負荷が非常に大きい計算対象への適用を目指して大規模並列計算環境で実行可能な数値シミュレータを開発する。 -
研究期間: 2015年04月 - 2019年03月 代表者: 田中 健太郎
基盤研究(C) 研究代表者 15K05757
液体架橋が介在する二面が相対運動するとき,架橋の変形あるいは固液濡れ界面の移動を原因とする摩擦抵抗が働くことが知られている.本研究では,固液界面の移動を精密に捉えることで架橋の変形の程度を見積もり,摩擦抵抗との関係を調べることを目的としている.
液体架橋のせん断過程を解析的に捉えるために,粒子法(SPH,Smoothed Particle Hydrodynamics)を用いた数値解析手法を開発した.この方法は,気液界面の大変形を捉えるのに適した方法で,液体架橋がせん断されて,傾き,引き伸ばされる過程を捉えるのに成功した.また実験との比較においても摩擦抵抗と架橋の変形の関係について定量的に一致した結果が得られた.これらの成果を,World Tribology Congress (WTC 2017)において公表した(Kentaro Tanaka, Katsumi Iwamoto,"Numerical Simulation of Shearing Liquid Bridge").
昨年度までに実施した実験の結果および上述の数値解析により,接触線の運動が重要であることが明らかになった.これを精密に観察するために,干渉縞を利用した接触線近傍の接触角・接触線を観察する装置を開発した.運動面の下方から照射したレーザ光が,固液界面および気液界面で反射する際の光路差による干渉縞により,接触線の運動と従来の方法では捉えるのが難しかった,極めて小さい接触角の評価が可能になった.これらの成果をWTC2017で公表した(He Li, Kentaro Tanaka, Katsumi Iwamoto,"Observation of Contact Angle of Water Droplet by Fringe Method with Bottom Up Oblique Incident Light").
SPH法による数値解析結果と実験結果が予想以上によく一致した.一方で,実験結果を完全に説明するためには,これまでの数値解析手法では,ほとんど実装されていない接触線のピン止め効果を考慮する必要があることもわかった.ただ,この効果については,確立された計算モデルがなく,また接触線の運動についての信頼できる実験結果もない.計算モデルについては,試行錯誤をしている状況である.実験については,干渉縞による観察によって有用な結果が得られると期待している.
このように今後なすべきこともあるため,「概ね順調に進展している」を判断した.
数値解析については,SPH法で接触線のピン止め効果を表現できる計算モデルの導入を進める.
実験については,干渉縞による観察によって,接触線の運動と接触角の変化に関する知見を得る.
授業科目 【 表示 / 非表示 】
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担当授業(学部)
制御システム工学演習
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材料・機械力学演習
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機械加工学
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機械設計製図
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電子機械工学ゼミナール
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電子機械工学入門
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担当授業(大学院)
機械システム設計学
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機械設計実験
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海洋機械工学特別演習
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海洋機械工学特別研究