研究者詳細

顔写真

オオタニ　キヨノブ
大谷　清伸
Kiyonobu Otani
所属
流体科学研究所　次世代流動実験研究センター
職名
特任准教授（研究）
学位

  • 博士（工学）（室蘭工業大学）

  • 修士（工学）（室蘭工業大学）

経歴 2

  • 2017年4月 ～ 継続中
    東北大学　流体科学研究所　特任准教授

  • 2012年4月 ～ 2017年3月
    東北大学　流体科学研究所　助教

委員歴 33

  • 火薬学会　第44期評議員

    2024年4月 ～ 継続中

  • 日本衝撃波研究会　役員（事務局）

    2024年4月 ～ 継続中

  • 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2026　組織委員会 委員、実行委員会 委員

    2024年4月 ～ 継続中

  • 火薬学会　爆発安全専門部会 委員

    2022年5月 ～ 継続中

  • Science and Technology of Energetic Materials　Editorial Board Member

    2020年9月 ～ 継続中

  • 火薬学会　編集委員会 委員

    2020年9月 ～ 継続中

  • 火薬学会　爆発衝撃加工専門部会 委員

    2019年5月 ～ 継続中

  • 韓国衝撃波研究会　National Symposium on Shock Waves in Korea (NSSW Korea), Advisory Committee member

    2018年2月 ～ 継続中

  • 日本機械学会 材料力学部門所属研究会「材料力学における異分野融合に関する研究会(A-TS03-28)」　委員

    2015年4月 ～ 継続中

  • 日本衝撃波研究会　2024年度衝撃波シンポジウム実行委員会 実行副委員長

    2024年10月 ～ 2025年3月

  • 火薬学会　The 8th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2024) Program Committee member

    2024年3月 ～ 2024年11月

  • 日本衝撃波研究会　2023年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2023年5月 ～ 2024年3月

  • 火薬学会　第43期評議員

    2022年4月 ～ 2024年3月

  • 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2023　組織委員会 委員、実行委員会 委員

    2023年2月 ～ 2023年12月

  • 日本衝撃波研究会　2022年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2022年9月 ～ 2023年3月

  • 日本機械学会　M&M2022材料力学カンファレンス実行委員会 委員

    2021年9月 ～ 2022年9月

  • 日本衝撃波研究会　2021年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2021年10月 ～ 2022年3月

  • 火薬学会　第42期評議委員

    2020年4月 ～ 2022年3月

  • 火薬学会　The 7th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2021) Program Committee member

    2021年8月 ～ 2021年11月

  • 日本混相流学会　評議員

    2020年8月 ～ 2021年8月

  • 日本衝撃波研究会　2020年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2020年4月 ～ 2021年3月

  • 日本衝撃波研究会　2019年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2019年4月 ～ 2020年3月

  • 日本衝撃波研究会　幹事

    2016年3月 ～ 2020年3月

  • 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2019　組織委員会 委員、実行委員会 委員

    2019年2月 ～ 2019年11月

  • 火薬学会　第41期評議委員

    2018年4月 ～ 2019年3月

  • 日本衝撃波研究会　平成30年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2018年4月 ～ 2019年3月

  • 日本衝撃波研究会　平成29年度衝撃波シンポジウム実行委員会実行委員長

    2017年4月 ～ 2018年3月

  • 火薬学会　The 6th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2017) Executive Committee member

    2016年6月 ～ 2017年11月

  • 日本衝撃波研究会　平成28年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2016年4月 ～ 2017年3月

  • 日本衝撃波研究会　平成27年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2015年4月 ～ 2016年3月

  • 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2015組織委員会　組織委員会 委員

    2015年4月 ～ 2015年11月

  • 日本衝撃波研究会　平成26年度衝撃波シンポジウム実行委員会 委員

    2014年4月 ～ 2015年3月

  • 日本機械学会部門協議会「高度物理刺激と生体応答に関する研究分科会(P-SCC12)」　委員

    2013年4月 ～ 2015年3月

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所属学協会 5

  • 日本衝撃波研究会

  • 火薬学会

  • 日本混相流学会

  • 日本航空宇宙学会

  • 日本機械学会

研究分野 2

  • フロンティア（航空・船舶） / 航空宇宙工学 / 超音速、衝撃波

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学 /

受賞 5

  1. 火薬学会2015年度秋季研究発表会 特別賞

    2015年12月　火薬学会　生体模擬物質の衝撃波伝播挙動

  2. 平成27年度静電気学会論文賞受賞

    2015年11月　静電気学会　水中正ストリーマの進展開始電圧に及ぼす放電パラメータの影響

  3. 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2015 Junior Researcher Award

    2015年11月　高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2015組織委員会

  4. 平成18年度衝撃波シンポジウム Best Presentation Award

    2008年3月　平成18年度衝撃波シンポジウム実行委員会　パルスHo:YAGレーザ誘起液体ジェットを用いた岩石破壊実験

  5. 高速度撮影とフォトニクスに関する総合シンポジウム2007 Junior Researcher Award

    2007年11月　高速度撮影とフォトニクスに関する総合シンポジウム2007組織委員会

論文 91

  1. Partial heat curing enhancing space debris shielding performance in multi-layered inflatable structures 査読有り

    Hikaru Takahashi, Yoshihiro Sugiyama, Ryo Kuzuno, Sunao Hasegawa, Kiyonobu Ohtani, Yushin Hara, Kanjuro Makihara

    Journal of Space Safety Engineering　2025年5月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jsse.2025.04.002 　

    ISSN：2468-8967

  2. Study on non-Rankine-Hugoniot zone in axisymmetric supersonic flow 査読有り

    Yoshitaka Higa, Masanobu Matsunaga, Hideaki Ogawa, Kiyonobu Ohtani, Taro Handa

    Physics of Fluids　37　(5)　2025年5月1日

    出版者・発行元： AIP Publishing

    DOI： 10.1063/5.0267059 　

    ISSN：1070-6631

    eISSN：1089-7666

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    The non-Rankine–Hugoniot zone is known as an area that appears behind the location of axisymmetric shock-wave reflection where pressure is higher than that predicted from the Rankine–Hugoniot relation. In this study, the underlying mechanism of the non-Rankine–Hugoniot zone in axisymmetric shock-wave reflection is investigated experimentally and computationally. In the experiments, the flow with axisymmetric shock-wave reflection is created by using a ring wedge placed in a freestream at a Mach number of 2.5 (M∞ = 2.5) to visualize the shock system formed downstream using a planar laser-induced fluorescence technique. The shapes of the visualized shock waves are used to validate the computational results obtained by solving the Navier–Stokes equations numerically with an adaptive mesh refinement technique, which can capture the phenomena in the vicinity of the reflection point with a high spatial resolution. The validated computational results have indicated the existence of a non-Rankine–Hugoniot zone behind the Mach disk. It has also been revealed that heat conduction occurs across the boundary between the two flows that have passed different shock waves among the three shock waves resulting from axisymmetric shock-wave reflection, i.e., one has gone through the Mach disk, whereas the other has passed through the incident and reflected oblique shock waves. The appearance of the non-Rankine–Hugoniot zone can be explained reasonably by considering that the thermal state of the cooling flow behind the Mach disk has changed along the Rayleigh line.

  3. Shape Keepers of Hollow Cylindrical Electrodynamic Tethers for Space Debris Removal 国際誌 査読有り

    Yushin Hara, Ryo Kuzuno, Hikaru Takahashi, Yoshihiro Sugiyama, Yuki Kikuji, Kiyonobu Ohtani, Sunao Hasegawa, Kanjuro Makihara

    Journal of Spacecraft and Rockets　2025年2月17日

    DOI： 10.2514/1.A36222 　

  4. Three-dimensional density measurement around a Hayabusa re-entry capsule model in the ballistic range 査読有り

    Masato Yamagishi, Masanori Ota, Kiyonobu Ohtani, Hiroki Nagai

    Experiments in Fluids　66　(1)　2024年12月27日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s00348-024-03943-5 　

    ISSN：0723-4864

    eISSN：1432-1114

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    Abstract Three-dimensional density measurement around a Hayabusa re-entry capsule model using the background-oriented schlieren (BOS) technique is carried out in the ballistic range at the Institute of Fluid Science, Tohoku University. A Hayabusa re-entry capsule model with a diameter of 15 mm is used for a projectile, and the Mach number was 1.20. A method of model Position and Pose detection from BOS images was proposed for a capsule model, and unsteady flow field measurement around a free-flight test model was conducted. From the results, we succeeded in measuring the three-dimensional density distribution around a capsule model and visualizing the detailed structure in the wake region.

  5. Support Vector Machine Framework for Detecting Ambiguous Contours of Space Debris Cloud 査読有り

    Daisuke Morimoto, Hikaru Takahashi, Yoshihiro Sugiyama, Keisuke Otsuka, Kiyonobu Ohtani, Sunao Hasegawa, Kanjuro Makihara

    Journal of Spacecraft and Rockets　62　(2)　528-541　2024年10月23日

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)

    DOI： 10.2514/1.a35927 　

    ISSN：0022-4650

    eISSN：1533-6794

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    Operational spacecraft are prepared for collisions with space debris by installing protective walls (bumpers). A group of vaporized and liquefied microparticles generated by debris collisions is called a debris cloud. To evaluate the protective performance of bumpers, it is important to measure the spread velocity and angle of the debris cloud. However, debris cloud images exhibit ambiguous contours of debris clouds. Consequently, measurement errors in the spread velocity and spread angles occur because of the observer’s subjectivity. Commonly used derivative-based methods can detect steep contours; however, they cannot detect ambiguous contours such as those of debris clouds. In this study, a method for uniquely detecting the ambiguous contours of a debris cloud based on supervised machine learning and a continuous wavelet transform (CWT) is proposed. Feature points that indicate candidate points of the debris cloud contour are extracted using a method based on CWT. Four types of specific features for debris cloud contours were assigned to the feature points. Supervised machine learning using a support vector machine can detect the debris cloud contours. The proposed method enables the evaluation of the ambiguous contours of a debris cloud and the protection performance of a bumper without observer subjectivity.

  6. A shock-stable rotated-hybrid Riemann solver on rectangular and triangular grids 査読有り

    Sutthisak Phongthanapanich, Anirut Matthujak, Kiyonobu Ohtani, Elvin J. Moore

    Physics of Fluids　36　(4)　2024年4月2日

    出版者・発行元： AIP Publishing

    DOI： 10.1063/5.0196510 　

    ISSN：1070-6631

    eISSN：1089-7666

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    The rotated Riemann solver is robust against the carbuncle phenomenon, especially for multidimensional computation. Moreover, hybrid techniques are usually used to enhance the stability of an accurate scheme by combining an accurate scheme with a diffusive scheme. This paper proposes a rotated-hybrid Riemann solver named the rotated-HLLC+ scheme. The scheme is developed by hybridizing the Harten–Lax–van Leer contact (HLLC) scheme with the advection upstream splitting method based on a flux vector splitting (AUSMV+) scheme by following the rotated Riemann solver approach. The unit vector n1 is calculated from the velocity-difference vector, and the unit vector n2 is the orthogonal vector. The linearized analysis suggests that the HLLC scheme should be used in the direction of n1 and the AUSMV+ scheme in the direction n2. In this way, the hybrid scheme becomes shock-stable with less numerical dissipation. Moreover, the pressure-based method is used to detect the shock wave. Several numerical experiments suggest that the pressure cutoff parameter εp=0.01 may be generally suitable and provide a stable solution with little additional numerical dissipation. The last two numerical examples show that the computational performance of the rotated-HLLC+ scheme is comparable to the HLLC scheme for the weak shock reflection over convex double wedges. However, the scheme is approximately 9% faster than the HLLC scheme for the double Mach reflection of a strong shock wave. The proposed scheme gives fast, stable, and accurate solutions on rectangular and triangular grids.

  7. 爆傷と銃創による頭蓋顔面・脳損傷；臨床から診療体制 招待有り 査読有り

    中川 敦寛, 今井 啓道, ROSENTHAL Guy, 大谷 清伸, 佐久間 篤, 小澤 哲, 小鯖 貴子, 刈部 博, 冨永 悌二

    口腔顎顔面外傷 : 日本口腔顎顔面外傷学会誌　22　(1)　1-5　2023年9月14日

    DOI： 10.24787/jsomft.22.1_1 　

  8. Accurate and Robust Hybrid HLLC Riemann Solver on Triangular Grids 国際誌 査読有り

    Sutthisak Phongthanapanich, Anirut Matthujak, Kiyonobu Ohtani

    AIAA Journal　61　(9)　2023年6月1日

    DOI： 10.2514/1.J062649 　

  9. 水中衝撃波およびキャビテーション気泡発生挙動の高速度撮影計測 招待有り

    大谷 清伸

    ながれ　42　17-22　2023年2月25日

  10. Methodological assessment of the reduction of dissemination risk and quantification of debris dispersion during dissection with a surgical aspirator. 国際誌 査読有り

    Sosuke Kageyama, Atsuhiro Nakagawa, Tomohiro Kawaguchi, Kiyonobu Ohtani, Toshiki Endo, Manabu Kyan, Tetsuya Kusunoki, Yoshiteru Shimoda, Shin-Ichiro Osawa, Masayuki Kanamori, Kuniyasu Niizuma, Teiji Tominaga

    BMC research notes　15　(1)　279-279　2022年8月15日

    DOI： 10.1186/s13104-022-06167-0 　

  11. Numerical study on a blast mitigation mechanism by a water droplet layer: Validation with experimental results, and the effect of the layer radius 査読有り

    Yuta Sugiyama, Takahiro Tamba, Kiyonobu Ohtani

    Physics of Fluids　34　(7)　076104-076104　2022年7月

    出版者・発行元： AIP Publishing

    DOI： 10.1063/5.0091959 　

    ISSN：1070-6631

    eISSN：1089-7666

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    This study explored the practicality of a two-phase flow model for water droplets in elucidating the blast mitigation mechanism of water droplets. To validate the model, the numerical data were compared with previous experimental results in terms of the evaporation of a single water droplet, and the interaction between the shock/blast waves and water droplets. Results of the validation confirmed good agreement and consistency between both data by combining the existing models for droplet breakup. Next, the blast-mitigation effect of water droplets sprayed around a high explosive was investigated, where the main parameter was the layer radius. A thicker layer further mitigated the blast wave, but there was a limit to the blast-mitigation effect when the layer radius was greater than a critical value. The high-temperature and high-pressure detonation products should interact with the water droplets, which absorb their momentum and energy. The critical layer radius was equivalent to the dispersion distance of the detonation products. To quantitatively understand the blast-mitigation mechanism of water droplets, the transferred energies by drag force, convective heat transfer, radiative heat transfer, and evaporation were computed. A strong correlation between the blast wave strength and the sum of transferred energies by the drag force and convective heat transfer was obtained in the case that the initial diameter of the water droplets was of the order of millimeters.

  12. Observation of the Formation of Multiple Shock Waves at the Collapse of Cavitation Bubbles for Improvement of Energy Convergence 査読有り

    Marc Tinguely, Kiyonobu OHTANI, Mohamed Farhat, Takehiko Sato

    Energies　15　(7)　2305-2305　2022年3月

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/en15072305 　

    eISSN：1996-1073

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    The collapse of a cavitation bubble is always associated with the radiation of intense shock waves, which are highly relevant in a variety of applications. To radiate a strong shock wave, it is necessary to converge energy at the collapse, and understanding generation processes of multiple shock waves at the collapse is a key issue. In the present study, we investigated the formation of multiple shock waves generated by the collapse of a laser-induced bubble. We used a high-speed imaging system with unprecedented spatiotemporal resolution. We developed a triggering procedure of high precision and reproducibility based on the deflection of a laser beam by the shockwave passage. The high-speed videos clearly show that: (A) a first shockwave is emitted as the micro-jet hits the bottom of the bubble interface, followed by a second shock wave due to the collapse of the remaining toroidal bubble; (B) a sequential collapse of elongated bubbles, where the top part of the bubble collapses slightly before the bottom of the bubble; and (C) the formation of compression shock waves from multiple sites on a toroidal bubble.

  13. Measurement of unsteady shock standoff distance around spheres flying at Mach numbers near one 査読有り

    T. Kikuchi, K. Ohtani

    Shock Waves　32　235-239　2022年1月24日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s00193-021-01067-x 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

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    <title>Abstract</title>This paper reports the experiments on the shock standoff distance (SSD) around spheres flying at Mach numbers from slightly below 1.0. Spheres of the same diameter but three different densities were launched in a ballistic range by a light-gas gun, and the flow field around each sphere was measured by optical visualization. The purpose of this study is to investigate how projectile deceleration influences the SSD by comparing the results for projectiles of the same shape, size, and Mach number but different densities. The location history of the sphere center is obtained by fitting a formula derived from the equation of motion of a decelerating object, and the history of the instantaneous projectile Mach number is obtained by differentiating this formula.The SSDs of the projectiles with different densities are the same at higher Mach numbers, but different at lower Mach numbers, and the SSD decreases with decreasing projectile density. Seemingly, because projectile deceleration is related to the flow unsteadiness, steady flow cannot be assumed in the present range of Mach number with the different SSDs. At Mach numbers close to one, that of the propagating detached shock wave is higher than that of the flying projectile.

  14. Schlieren Visualization and Motion Analysis of an Isolated and Clustered Particle(s) after Interacting with Planar Shock 査読有り

    Takayuki NAGATA, Taku NONOMURA, Kiyonobu OHTANI, Keisuke ASAI

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　65　(4)　185-194　2022年

    出版者・発行元： Japan Society for Aeronautical and Space Sciences

    DOI： 10.2322/tjsass.65.185 　

    ISSN：0549-3811

    eISSN：2189-4205

  15. Quantitative density measurement of wake region behind reentry capsule (Improvements in accuracy of 3D reconstruction by evaluating the view-angle of measurement system) 査読有り

    Masato YAMAGISHI, Yusuke YAHAGI, Masanori OTA, Yusuke HIROSE, Shinsuke UDAGAWA, Tatsuro INAGE, Shigeya KUBOTA, Koji FUJITA, Kiyonobu OHTANI, Hiroki NAGAI

    Journal of Fluid Science and Technology　16　(3)　JFST0021-JFST0021　2021年10月

    DOI： 10.1299/jfst.2021jfst0021 　

    ISSN：1880-5558

    eISSN：1880-5558

  16. 水液滴群との干渉による衝撃波低減に関する研究 査読有り

    大谷 清伸, 小川 俊広, 杉山 勇太, 丹波 高裕

    混相流　35　(2)　302-307　2021年4月15日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.3811/jjmf.2021.005 　

    ISSN：0914-2843

    eISSN：1881-5790

  17. Comparison of blast mitigation performance between water layers and water droplets 査読有り

    T. Tamba, Y. Sugiyama, K. Ohtani, K. Wakabayashi

    Shock Waves　31　(1)　89-94　2021年1月

    DOI： 10.1007/s00193-021-00990-3 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  18. Damage Assessment for Electrodynamic Tape Tether against Space Debris Impact 査読有り

    Michihiro FUJIWARA, Honoka TOMIZAKI, Sunao HASEGAWA, Kiyonobu OHTANI, Kanjuro MAKIHARA

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN　19　(1)　34-41　2021年

    出版者・発行元： Japan Society for Aeronautical and Space Sciences

    DOI： 10.2322/tastj.19.34 　

    eISSN：1884-0485

  19. Damage of twisted tape tethers on debris collision 査読有り

    Yoshiyuki Uwamino, Michihiro Fujiwara, Honoka Tomizaki, Kiyonobu Ohtani, Kanjuro Makihara

    International Journal of Impact Engineering　137　103440-103440　2020年3月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ijimpeng.2019.103440 　

    ISSN：0734-743X

  20. Experimental investigation of transonic and supersonic flow over a sphere for Reynolds numbers of 103–105 by free-flight tests with schlieren visualization 査読有り

    T. Nagata, A. Noguchi, T. Nonomura, K. Ohtani, K. Asai

    Shock Waves　30　(2)　139-151　2020年3月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s00193-019-00924-0 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  21. blast-induced traumatic brain injury (bTBI): 損傷機序と病態 査読有り

    中川 敦寛, 大谷 清伸, 八木橋 真央, 佐久間 篤, Hiroaki Tomita, 刈部 博, Rocco Armonda, 久志本 成樹, 冨永 悌二

    NEUROSURGICAL EMERGENCY　25　(2)　195-202　2020年

    出版者・発行元： 特定非営利活動法人 日本脳神経外科救急学会 Neurosurgical Emergency

    DOI： 10.24723/jsne.25.2_195 　

    ISSN：1342-6214

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    爆風損傷は爆発に伴い発生する爆風に暴露され生じる．一般の臨床医が経験する外傷機転に加えて，穿通物による機序，衝撃波を伴う圧損傷による機序が複合的に生体に影響を及ぼし，損傷が発生する．外傷初期診療ガイドラインに沿った対応を行うとともに，損傷時の状況の把握を含めて衝撃波を伴う圧損傷のリスク階層化と病態を考慮した治療を行う．通常の外傷とは異なる点があり，外科的あるいは脳血管内治療に際しては特徴を理解しておく必要がある． 2020年東京オリンピック，パラリンピックを迎えるにあたり，わが国においても救急に携わる医療従事者，関係者も病態と診断・治療に関する一定の知識を持っていることが望ましい．本稿では，爆風損傷の機序，病態生理も含めた特徴，爆風による傷病者への初期対応を含めた診断，治療について概説する．衝撃波工学の見地から衝撃波，爆風の生体に及ぼす作用，爆風による外傷性脳損傷の発生機序，現在の爆風による外傷性脳損傷研究の問題点についても概説する．

  22. Experimental investigation of blast wave pressure mitigation by water droplets interaction 査読有り

    Takahiro Tamba, Yuta Sugiyama, Kiyonobu Ohtani, Kunihiko Wakabayashi

    Science and Technology of Energetic Materials　81　(1)　29-32　2020年

  23. プラズマファインバブルの生成と計測 査読有り

    佐藤岳彦, 上原聡司, 熊谷諒, 宮原高志, 大泉雅伸, 中谷達行, 落合史朗, 宮崎孝道, 藤田英理, 金澤誠司, 大谷清伸, 小宮敦樹, 金子俊郎, 中嶋智樹, ティンガリー・マーク, ファーラット・モハメッド

    混相流　33　(4)　382-389　2019年12月

  24. Formation of fine bubbles by plasma in water 査読有り

    Takehiko Sato, Ryo Kumagai, Takashi Miyahara, Masanobu Oizumi, Tatsuyuki Nakatani, Shiroh Ochiai, Takamichi Miyazaki, Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Toshiro Kaneko, Tomoki Nakajima, Marc Tinguely, Mohamed Farhat

    International Journal of Plasma Environmental Science & Technology　12　(2)　44-48　2019年1月

  25. Biological effect of shock waves: Mechanism of Blast-Induced Traumatic Injury to Medical Application 査読有り

    Nakagawa A, Ohtani K, Kawaguchi T, Tominaga T

    31st International symposium on Shock Waves　2　421-429　2019年

  26. The quantitative density measurement of unsteady flow around the projectile 査読有り

    Y. Hirose, K. Ishikawa, Y. Ishimoto, T. Nagashima, M. Ota, S. Udagawa, T. Inage, K. Fujita, H. Kiritani, K. Fujita, K. Ohtani, H Nagai

    Journal of Flow Control, Measurement & Visualization　7　(2)　111-119　2019年

  27. Experimental and numerical study on radiating shock tube flows for spacecraft reentry flights 査読有り

    Gouji Yamada, Mizuki Kajino, Kiyonobu Ohtani

    Journal of Fluid Science and Technology　14　(3)　JFST0022　2019年

    DOI： 10.1299/jfst.2019jfst0022 　

    eISSN：1880-5558

  28. Propagation and branching process of negative streamers in water 査読有り

    R. Kumagai, S. Kanazawa, K. Ohtani, A. Komiya, T. Kaneko, T. Nakajima, T. Sato

    Journal of Applied Physics　124　163301-1-163301-7　2018年10月

    DOI： 10.1063/1.5025376 　

  29. Surface pressure measurement on supersonic free-flight projectiles using unsteady PSP techniues

    Daiju Numata, Kiyonobu Ohtani

    2018 Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference　2018年

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc, AIAA

    DOI： 10.2514/6.2018-3315 　

  30. Jetting from cavitation bubbles due to multiple shockwaves 査読有り

    O. Supponen, T. Akimura, T. Minami, T. Nakajima, S. Uehara, K. Ohtani, T. Kaneko, M. Farhat, T. Sato

    Applied Physics Letters　113　193703-1-193703-4　2018年

  31. Primary blast-induced traumatic brain injury: lessons from lithotripsy 査読有り

    A. Nakagawa, K. Ohtani, R. Armonda, H. Tomita, A. Sakuma, S. Mugikura, K. Takayama, S. Kushimoto, T. Tominaga

    SHOCK WAVES　27　(6)　863-878　2017年11月

    DOI： 10.1007/s00193-017-0753-5 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  32. Propagation analysis of negative streamer channel in water

    Ryo Kumagai, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Toshiro Kaneko, Tomoki Nakajima, Takehiko Sato

    Proceedings of 23rd International Symposium on Plasma Chemistry (ISPC-23)　2017年7月30日

  33. Visualization of inception, propagation and collapse process of underwater positive streamer 査読有り

    Takehiko Sato, Ryo Kumagai, Tomoyuki Nakajima, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Seiji Kanazawa, Toshiro Kaneko

    Proceedings of the 31st International Symposium on Shock Waves (ISSW31)　2017年7月9日

  34. Experimental demonstration of bow-shock instability and its numerical analysis 査読有り

    Y. Kikuchi, N. Ohnishi, K. Ohtani

    SHOCK WAVES　27　(3)　423-430　2017年5月

    DOI： 10.1007/s00193-016-0669-5 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  35. Underwater Expansion Wave Focusing by Reflecting at the Air Interface 査読有り

    K. Ohtani, T. Ogawa

    SELECTED PAPERS FROM THE 31ST INTERNATIONAL CONGRESS ON HIGH-SPEED IMAGING AND PHOTONICS　10328　2017年

    DOI： 10.1117/12.2268514 　

    ISSN：0277-786X

  36. Pulsed laser-induced liquid jet: evolution from shock/bubble interaction to neurosurgical application 査読有り

    A. Nakagawa, T. Kumabe, Y. Ogawa, T. Hirano, T. Kawaguchi, K. Ohtani, T. Nakano, C. Sato, M. Yamada, T. Washio, T. Arafune, T. Teppei, K. Atsushi, S. Satomi, K. Takayama, T. Tominaga

    SHOCK WAVES　27　(1)　1-14　2017年1月

    DOI： 10.1007/s00193-016-0696-2 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  37. Highly Temporal Visualization of Propagation Process of Underwater Negative Streamer

    Ryo Kumagai, Seiji Kanazawa, Atsuki Komiya, Kiyonobu Ohtani, Toshiro Kaneko, Tomoki Nakajima, Takehiko Sato

    Proceedings of the 3rd Taiwan-Japan Workshop on Plasma Life Science and Technology (2016TJPL)　PO-02　2016年12月15日

  38. 爆風による外傷性損傷：テロ対応の観点から 査読有り

    中川敦寛, 大谷清伸, 富田博秋, 久志本成樹, Rocco Armonda, 冨永悌二

    安全工学　55　(6)　441-446　2016年12月

    DOI： 10.18943/safety.55.6_441 　

  39. Turbulent jet interaction with a long rise-time pressure signature 査読有り

    Takahiro Ukai, Kiyonobu Ohtani, Shigeru Obayashi

    APPLIED ACOUSTICS　114　179-190　2016年12月

    DOI： 10.1016/j.apacoust.2016.07.015 　

    ISSN：0003-682X

    eISSN：1872-910X

  40. Expansion wave and cavitation bubble generation by underwater shock wave reflection from the interface 査読有り

    K. Ohtani, T. Ogawa

    Mechanical Engineering Journal, JSME　3　(6)　16-00298-1-16-00298-7　2016年

  41. Shock Hugoniot and equations of states of water, castor oil, and aqueous solutions of sodium chloride, sucrose and gelatin 査読有り

    A. B. Gojani, K. Ohtani, K. Takayama, S. H. R. Hosseini

    SHOCK WAVES　26　(1)　63-68　2016年1月

    DOI： 10.1007/s00193-009-0195-9 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  42. Role of Continuous Discharge Current for Secondary Streamer in Water 査読有り

    H. Fujita, S. Kanazawa, K. Ohtani, A. Komiya, T. Kaneko, T. Sato

    International Journal of Plasma Environmental Science & Technology　10　(1)　16-19　2016年

  43. CO2レーザ誘起気泡柱を用いた水中加工に関する研究 -気泡柱透過レーザエネルギー見積法の検討- 査読有り

    大谷清伸, 小林俊雄

    混相流　30　(1)　57-64　2016年

    出版者・発行元： 日本混相流学会

    DOI： 10.3811/jjmf.30.57 　

    ISSN：0914-2843

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    This paper reports consideration of the transmission laser energy estimating method for an efficient underwater processing with support form a CO2 laser-induced bubble column. To calculate the transmission laser energy through the laser induced bubble column in water, the experiment of pulsed CO2 laser-induced bubble column formation visualization and laser energy measurement though the CO2 laser-induced bubble column in water was performed. The process of the CO2 laser-induced bubble generation was observed by high-speed video camera. Pulsed 50W CO2 laser beam of 10.6 μm in wavelength was irradiated onto the water surface, and then bubble is generated near the water surface. With further transmission of laser beams through the growing the bubble, local vaporization was continued and the bubble length was elongated. The transmitted energy though the bubble column was estimated by time rate of bubble growth time and was corrected for absorption loss and reflectance loss, and compared with the measured transmitted energy by power meter.

  44. Mechanism of Traumatic Brain Injury at Distant Locations After Exposure to Blast Waves: Preliminary Results from Animal and Phantom Experiments 査読有り

    Atsuhiro Nakagawa, Kiyonobu Ohtani, Keisuke Goda, Daisuke Kudo, Tatsuhiko Arafune, Toshikatsu Washio, Teiji Tominaga

    INTRACRANIAL PRESSURE AND BRAIN MONITORING XV　122　3-7　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-22533-3_1 　

    ISSN：0065-1419

  45. Bow-shock instability induced by Helmholtz resonator-like feedback in slipstream 査読有り

    Naofumi Ohnishi, Yosuke Sato, Yuta Kikuchi, Kiyonobu Ohtani, Kanako Yasue

    PHYSICS OF FLUIDS　27　(6)　066103-1-066103-16　2015年6月

    DOI： 10.1063/1.4922086 　

    ISSN：1070-6631

    eISSN：1089-7666

  46. Validation of measurement accuracy for near-field pressure around supersonic projectiles in a ballistic range 査読有り

    Takahiro Ukai, Kiyonobu Ohtani, Shigeru Obayashi

    MEASUREMENT　67　24-33　2015年5月

    DOI： 10.1016/j.measurement.2015.01.031 　

    ISSN：0263-2241

    eISSN：1873-412X

  47. Application of PSP technique to near-field sonic boom measurements in a ballistic range 査読有り

    Daiju Numata, Keisuke Asai, Kiyonobu Ohtani

    53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting　2015年

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc, AIAA

    DOI： 10.2514/6.2015-0024 　

  48. Translational research for blast-induced traumatic brain injury: Injury mechanism to development of medical instruments. 査読有り

    Nakagawa A, Ohtani K, Arafune T, Washio T, Iwasaki M, Endo T, Ogawa Y, Kumabe T, Takayama K, Tominaga T

    29th International Symposium on Shock Waves 2　889-891　2015年

  49. Micro-explosive-induced underwater shock wave propagation and reflection at the interface 査読有り

    Kiyonobu Ohtani, Toshihiro Ogawa

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ENERGETIC MATERIALS　76　(5-6)　139-143　2015年

    ISSN：1347-9466

  50. Attenuation of underwater explosion propagating through porous compressible foam 査読有り

    Kitagawa Kazutaka, Nomura Tatsuya, Ohtani Kiyonobu

    Science and technology of energetic materials　76　(5)　127-132　2015年

    出版者・発行元： Japan Explosives Society

    ISSN：1347-9466

  51. 誤識別率を用いた超高速衝突のデブリクラウド抽出法 査読有り

    沖義弘, 松本紀彦, 大谷清伸, 長谷川直, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会論文集　63　(4)　157-165　2015年

    ISSN：1344-6460

  52. 水中正ストリーマの進展開始電圧に及ぼす放電パラメータの影響 査読有り

    藤田英理, 金澤誠司, 大谷清伸, 小宮敦樹, 金子俊郎, 佐藤岳彦

    静電気学会誌　39　(1)　21-26　2015年

  53. Initiation process and propagation mechanism of positive streamer discharge in water 査読有り

    Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Toshiro Kaneko, Takehiko Sato

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　116　(21)　213301-1-213301-12　2014年12月

    DOI： 10.1063/1.4902862 　

    ISSN：0021-8979

    eISSN：1089-7550

  54. Highly Temporal Visualization of Generation Process of Underwater Secondary Streamer From Developed Primary Streamer 査読有り

    Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Toshiro Kaneko, Takehiko Sato

    IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE　42　(10)　2398-2399　2014年10月

    DOI： 10.1109/TPS.2014.2325937 　

    ISSN：0093-3813

    eISSN：1939-9375

  55. Long rise-time pressure signature through jet turbulence in a laboratory-scale experiment

    Takahiro Ukai, Yuta Saito, Ko Miyakoshi, Takayoshi Yamaguchi, Kiyonobu Ohtani, Shigeru Obayashi

    29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014　2014年

    出版者・発行元： International Council of the Aeronautical Sciences

  56. Sonic boom estimation using the multipole method for free-flight experiments

    Yuta Saito, Takahiro Ukai, Ko Miyakoshi, Kiyonobu Ohtani, Shigeru Obayashi

    52nd AIAA Aerospace Sciences Meeting - AIAA Science and Technology Forum and Exposition, SciTech 2014　2014年

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc.

  57. 爆風による外傷性脳損傷（blast-induced traumatic brain injury）．III 各種疾患 4. 外傷 鈴木則宏、祖父江元、荒木信夫、宇川義一、川原信隆 編集 Annual Review 2014神経 査読有り

    中川敦寛, 大谷清伸, 合田圭介, Armonda R, 冨永悌二

    中外医薬社　192-198　2014年

  58. Fast propagation of an underwater secondary streamer by the appearance of a continuous component in the discharge current 査読有り

    H. Fujita, S. Kanazawa, K. Ohtani, A. Komiya, T. Kaneko, T. Sato

    EPL　105　(1)　15003-1-15003-5　2014年1月

    DOI： 10.1209/0295-5075/105/15003 　

    ISSN：0295-5075

    eISSN：1286-4854

  59. Simultaneous visualization of surface and flow field for a projectile 査読有り

    Takahiro Ukai, Takamasa Kikuchi, Kiyonobu Ohtani, Shigeru Obayashi

    JOURNAL OF VISUALIZATION　16　(4)　331-340　2013年11月

    DOI： 10.1007/s12650-013-0174-1 　

    ISSN：1343-8875

    eISSN：1875-8975

  60. Spatiotemporal analysis of propagation mechanism of positive primary streamer in water 査読有り

    Hidemasa Fujita, Seiji Kanazawa, Kiyonobu Ohtani, Atsuki Komiya, Takehiko Sato

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　113　(11)　113304-1-113304-7　2013年3月

    DOI： 10.1063/1.4795765 　

    ISSN：0021-8979

  61. Time‐resolved shock wave visualization using a pointdiffraction interferemeter 査読有り

    Kiyonobu Ohtani, Daiju Numata, Shigeru Obayashi

    Proceedings of the 20th International Shock Interaction Symposium　2012年8月23日

  62. Effect of Shock Wave Reflection and Diffraction for Near-Field Pressure Measurement of Supersonic Projectile using Ballistic Range 査読有り

    Takahiro Ukai, Kiyonobu Ohtani, Shigeru Obayashi

    Proceedings of the 20th International Shock Interaction Symposium　2012年8月22日

  63. Overpressure generation and repetition of collapsing microbubbles induced by shock wave reflection in a narrow gap 査読有り

    A. Abe, K. Ohtani, K. Takayama

    SHOCK WAVES　21　(4)　331-339　2011年8月

    DOI： 10.1007/s00193-011-0315-1 　

    ISSN：0938-1287

  64. Fundamental study on the terrain effects of mount-hiji on damages caused by the atomic bomb dropped in Hiroshima 査読有り

    Toshio Koizumi, Hiroyuku Takeishi, Kiyonobu Ohtani, Kazuyoshi Takayama

    Journal of Wind Engineering　36　(3)　39-50　2011年7月

    DOI： 10.5359/jwe.36.39 　

    ISSN：1349-3507 1349-340X

  65. Mechanisms of Primary Blast-Induced Traumatic Brain Injury: Insights from Shock-Wave Research 査読有り

    Atsuhiro Nakagawa, Geoffrey T. Manley, Alisa D. Gean, Kiyonobu Ohtani, Rocco Armonda, Akira Tsukamoto, Hiroaki Yamamoto, Kazuyoshi Takayama, Teiji Tominaga

    JOURNAL OF NEUROTRAUMA　28　(6)　1101-1119　2011年6月

    DOI： 10.1089/neu.2010.1442 　

    ISSN：0897-7151

  66. Visualization of weak shock waves emitted from a trombone 査読有り

    K. Takayama, K. Ohtani, T. Ogawa, T. Kikuchi, R. Takayama, T. Takahashi

    The Journal of the Acoustical Society of America　129　(4)　2616-2616　2011年

  67. 広島原爆被害に及ぼす比治山の地形効果に関する基礎的模擬実験 査読有り

    小泉俊雄, 武石洋征, 大谷清伸, 高山和喜

    日本風工学論文集　36　(3)　39-50　2011年

  68. blast-induced traumatic brain injury (bTBI)：multidisciplinary teamによる病態解明から機器開発まで． 査読有り

    中川敦寛, 荒船龍彦, 大谷清伸, 山本裕朗, 松永忠雄, 鷲尾利克, 塚本哲, 中野徹, 仲井正昭, 合田圭介, 小川欣一, 孫明宇, 隈部俊宏, 芳賀洋一, Bahram Jalali, 牛田多加志, 高山和喜, 西野精治, 新家光雄, 佐久間一郎, 冨永悌二

    神経外傷　33　187-194　2010年

  69. Pressure Generation from Micro-Bubble Collapse at Shock Wave Loading 査読有り

    A. Abe, K. Ohtani, K. Takayama, S. Nishio, H. Miura, M. Takeda

    Journal of Fluid Science and Technology　5　(2)　235-246　2010年

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/jfst.5.235 　

    ISSN：1880-5558

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    This paper reports the result of a primary experimental and analytical study used to explore a reliable technology that is potentially applicable to the inactivation of micro-creatures contained in ship ballast water. A shock wave generated by the micro-explosion of a 10mg silver azide pellet in a 10mm wide parallel test section was used to interact with a bubble cloud consisting of bubbles with average diameter 10µm produced by a swirling flow type micro-bubble generator. Observations were carried out with a high-speed camera, IMACON200, and the corresponding rebound pressures of the collapsing bubbles were measured with a fiber optic probe pressure transducer that provides high spatial and temporal resolutions. We found that micro-bubbles collapse in several hundred nanoseconds after the shock exposure and the resulting peak pressure pulses that repeatedly occurred exceeded well over 200MPa measured at the 20mm distance from the explosion center. These continued for well over 20µs. The experimental pressure responses were explained by solving the one-dimensional bubble Rayleigh-Plesset equation. Such high peak pressures could be used effectively for the inactivation of micro-creatures contained in ship ballast water.

  70. Application of Shock Pressures Generated by Collapsing Microbubbles to Inactivation Treatment of Marine Bacteria in Ship Ballast Water 査読有り

    阿部 晃久, 大谷 清伸, 高山 和喜, 三村 治夫, 西尾 茂, 宋 明良, 万 碧玉

    International Symposium on Marine Engineering (ISME) 2009　DT-1, No.16　2009年10月

  71. Experimental study of underwater rock drilling using a pulsed Ho:YAG laser-induced jets 査読有り

    K. Ohtani, D. Numata, K. Takayama, T. Kobayashi, K. Okatsu

    SHOCK WAVES　19　(5)　403-412　2009年10月

    DOI： 10.1007/s00193-009-0221-y 　

    ISSN：0938-1287

  72. Diffuse holographic interferometric observation of shock wave reflection from a skewed wedge 査読有り

    D. Numata, K. Ohtani, K. Takayama

    SHOCK WAVES　19　(2)　103-112　2009年6月

    DOI： 10.1007/s00193-009-0204-z 　

    ISSN：0938-1287

    eISSN：1432-2153

  73. Pressure generation from micro-bubble collapse at shock wave loading 査読有り

    Akihisa Abe, Kiyonobu Ohtani, Kazuyoshi Takayama, Shigeru Nishio, Haruo Mimura, Minoru Takeda

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　75　(752)　668-675　2009年

    出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaib.75.752_668 　

    ISSN：0387-5016

  74. Experimental study of shock wave and bubble generation by pulsed CO2 laser beam irradiation into muddy water 査読有り

    K. Ohtani, D. Numata, K. Takayama, T. Kobayashi, K. Okatsu

    SHOCK WAVES, VOL 2, PROCEEDINGS　901-+　2009年

  75. 衝撃波作用による微小気泡群の崩壊と衝撃圧生成 査読有り

    阿部晃久, 大谷清伸, 高山和喜, 西尾茂, 三村治夫, 武田実

    日本機械学会論文集（B編）　75　(752)　668-675　2009年

  76. HVI tests on CFRP laminates at low temperature 査読有り

    D. Numata, K. Ohtani, M. Anyoji, K. Takayama, K. Togami, M. Sun

    INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING　35　(12)　1695-1701　2008年12月

    DOI： 10.1016/j.ijimpeng.2008.07.055 　

    ISSN：0734-743X

  77. Experimental study of hypervelocity impacts at low temperatures 査読有り

    D. Numata, K. Ohtani, M. Anyoji, K. Takayama, M. Sun

    SHOCK WAVES　18　(3)　169-183　2008年8月

    DOI： 10.1007/s00193-008-0156-8 　

    ISSN：0938-1287

  78. Heat flux measurement over a cone in a shock tube flow 査読有り

    T. Kuribayashi, K. Ohtani, K. Takayama, V. Menezes, M. Sun, T. Saito

    SHOCK WAVES　16　(4-5)　275-285　2007年5月

    DOI： 10.1007/s00193-006-0068-4 　

    ISSN：0938-1287

  79. Effect of debris fragments on direct initiation of spherical detonation waves in stoichiometric oxygen/hydrogen mixtures 査読有り

    Makoto Komatsu, Kazuyoshi Takayama, Kiyonobu Ohtani, Tsutomu Saito

    PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　31　2437-2443　2007年

    DOI： 10.1016/j.proci.2006.08.111 　

    ISSN：1540-7489

  80. A study of hypervelocity impact on cryogenic materials 査読有り

    K. Ohtani, D. Numata, T. Kikuchi, M. Sun, K. Takayama, K. Togami

    INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING　33　(1-12)　555-565　2006年12月

    DOI： 10.1016/j.ijimpeng.2006.09.025 　

    ISSN：0734-743X

  81. Hypervelocity impact phenomena at low temperatures using a cryostat 査読有り

    K. Ohtani, D. Numata, T. Kikuchi, M. Sun, K. Takayama

    SPACE DEBRIS AND SPACE TRAFFIC MANAGEMENT SYMPOSIUM 2005　112　353-+　2006年

    ISSN：0278-4017

  82. Attenuation of shock waves propagating over arrayed baffle plates 査読有り

    F Ohtomo, K Ohtani, K Takayama

    SHOCK WAVES　14　(5-6)　379-390　2005年12月

    DOI： 10.1007/s00193-005-0282-5 　

    ISSN：0938-1287

  83. Axisymmetric shock wave interaction with a cone: a benchmark test 査読有り

    M Sun, T Saito, PA Jacobs, EV Timofeev, K Ohtani, K Takayama

    SHOCK WAVES　14　(5-6)　313-331　2005年12月

    DOI： 10.1007/s00193-005-0258-5 　

    ISSN：0938-1287

  84. Hypervelocity impact phenomena at low temperatures using a cryostat

    K. Ohtani, D. Numata, T. Kikuchi, M. Sun, K. Takayama

    International Astronautical Federation - 56th International Astronautical Congress 2005　4　2668-2677　2005年

  85. Applications of shock wave research to medicine 査読有り

    K Takayama, K Ohtani

    Computational Methods and Experimental Measurements XII　41　653-661　2005年

    ISSN：1746-4064

  86. 高粘性液体中の気泡と衝撃波の干渉(S26-4 高速流れと衝撃波現象の基礎と応用その4,S26 高速流れと衝撃波現象の基礎と応用)

    大谷 清伸, 山本 裕朗, 齋藤 務, 高山 和喜

    年次大会講演論文集　2004　37-38　2004年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.2.0_37 　

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    This paper reports the results of experimental results of shock wave/ bubble interaction in a highly viscous liquid. In the medical applications of the shock waves, it is necessary to consider the viscous effect of water. The magma fragmentation is considered to be one of the major mechanisms of the explosive-type volcano eruptions. The dynamic motion of magma should be experimentally investigated from the view point of shock wave dynamics. Silver azide pellet was exploded in silicone oil and starch syrup with various viscosity was visualized by shadowgraph using high speed video camera.

  87. Dynamic characteristics of a check valve for drain pumps

    Hiromu Sugiyama, Kiyonobu Ohtani, Yuji Sasaki, Hiroyuki Musha, Kazuhide Mizobata, Takashi Ohishi, Toshio Miwa

    Proceedings of the ASME/JSME Joint Fluids Engineering Conference　2　2851-2856　2003年

    出版者・発行元： American Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1115/fedsm2003-45256 　

  88. Dynamic characteristics of a check valve for drain pumps 査読有り

    Kazuhide Mizobata, Hiromu Sugiyama, Kiyonobu Ohtani, Takashi Ohishi, Yuji Sasaki, Hiroyuki Musha, Toshio Miwa

    Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　68　(672)　2225-2231　2002年

    出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaib.68.2225 　

    ISSN：0387-5016

  89. Large-amplitude shock wave propagation and bubble collapse in a water containing gas bubbles 査読有り

    Kiyonobu Ohtani, Hiromu Sugiyama, Kazuhide Mizobata

    Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　68　(670)　1646-1652　2002年

    出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaib.68.1646 　

    ISSN：0387-5016

  90. 排水ポンプ用逆流防止弁の動特性 査読有り

    溝端一秀, 杉山弘, 大谷清伸, 大石聖史, 佐々木悠二, 武者裕之, 三輪俊夫

    日本機械学会論文集（B編）　68　(672)　2225-2231　2002年

  91. 気泡を含む液体中を伝播する強い衝撃波と気泡崩壊 査読有り

    大谷清伸, 杉山弘, 溝端一秀

    日本機械学会論文集（B編）　68　(670)　1646-1652　2002年

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MISC 68

  1. 遷音速域における再突入カプセル模型まわりの非定常流れ場に対する定量的密度計測

    井川将大, 高坂菜央, 猪狩優斗, 山岸雅人, 太田匡則, 稲毛達朗, 川野理人, 大谷清伸, 永井大樹

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2023　2024年

  2. 弾道飛行装置を用いたはやぶさカプセル模型周りの3次元密度場と模型迎角の同時計測

    山岸雅人, 高坂菜央, 廣瀬裕介, 稲毛達朗, 宇田川真介, 太田匡則, 滝川侑弥, 大谷清伸, 永井大樹

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2023　2024年

  3. 弾道飛行装置を用いた再突入カプセル周りの密度場計測

    山岸雅人, 廣瀬裕介, 太田匡則, 細野陽太, 大谷清伸, 永井大樹

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2022　2023年

  4. 再突入カプセル形状模型まわりの非定常流れ場に対する定量的密度計測

    片桐優太郎, 高坂菜央, 楢山仁, 山岸雅人, 廣瀬祐介, 太田匡則, 野村将之, 藤田昂志, 大谷清伸, 永井大樹

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2021　2022年

  5. 再突入カプセル形状物体後流域の定量的密度計測

    太田匡則, 永井大樹, 廣瀬裕介, 稲毛達朗, 大谷清伸

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書(CD-ROM)　2020　2021年

  6. 再突入カプセル形状物体後流域の定量的密度計測

    太田匡則, 永井大樹, 廣瀬裕介, 稲毛達朗, 大谷清伸

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書(CD-ROM)　2021　2021年

  7. 飛翔体周りの非定常流れ場に対する密度計測

    太田匡則, 永井大樹, 廣瀬裕介, 稲毛達朗, 大谷清伸

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書(CD-ROM)　2019　2021年

  8. 圧力波形-乱流場間の時間スケールが圧力変動に及ぼす影響

    中川穂南, 鵜飼孝博, 大谷清伸

    飛行機シンポジウム講演集(CD-ROM)　59th　2021年

  9. ソニックブーム波形の立ち上り時間に及ぼす乱流干渉の影響

    鵜飼孝博, 大谷清伸, 中川穂南

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書(CD-ROM)　2020　2021年

  10. ソニックブーム波形の立ち上がり時間に及ぼす乱流干渉の影響

    鵜飼孝博, 大谷清伸, 中川穂南, 焼野藍子

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書　2019　2021年

  11. 遷音速自由飛行する次世代再突入カプセルの流れ場と飛行特性

    四方一真, 田中直樹, 高橋幸一, 小川俊広, 大谷清伸, 藤田昂志, 永井大樹, 山田和彦

    流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム講演集(CD-ROM)　53rd-39th　2021年

  12. パルスジェットメスの水中照射の際の飛沫飛散に関する基礎的研究

    影山宗祐, 中川敦寛, 中川敦寛, 川口奉洋, 大谷清伸, 大沢伸一郎, 遠藤俊毅, 冨永悌二

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web)　60th　2021年

  13. 弾道飛行装置実験により自由飛行するカプセルの遷音速域における後流の時空間構造の特徴抽出

    桐谷英樹, 永井大樹, 藤田昂志, 大谷清伸

    2019年度衝撃波シンポジウム講演論文集　2020年3月

  14. 飛翔体周りの非定常流れ場に対する密度計測

    太田匡則, 永井大樹, 栗原健, 稲毛達朗, 大谷清伸

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書　2018　2020年

  15. Transonic Flow Field Analysis of a Free Flight Capsule using Ballistic Range

    Hideki Kiritani, Naoki Tanaka, Kiyonobu Ohtani, Koji Fujita, Hiroki Nagai

    AIAA Scitech 2020 Forum　2020年1月

    DOI： 10.2514/6.2020-1990 　

  16. 災害(テロ災害・検証) 爆風損傷 臨床、診療体制、課題

    中川 敦寛, ロッコ・アーモンダ, 大谷 清伸, ガイ・ローゼンタール, 刈部 博, 冨田 博秋, 佐久間 篤, 八木橋 真央, ジェフリー・マンレー, 久志本 成樹, 冨永 悌二

    Neurosurgical Emergency　23　(3)　279-279　2019年2月

    出版者・発行元： (NPO)日本脳神経外科救急学会

    ISSN： 1342-6214

  17. 遷音速域における自由飛行カプセルの後流解析

    桐谷英樹, 永田貴之, 永井大樹, 大谷清伸, 小川俊広

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2018　ROMBUNNO.1A3‐2　2019年

  18. Schlieren visualization of transonic and supersonic flow over a sphere at reynolds number between 103and 105through free-flight tests 査読有り

    Takayuki Nagata, Akito Noguchi, Taku Nonomura, Toshihiro Ogawa, Kiyonobu Ohtani, Kesuke Asai

    AIAA Scitech 2019 Forum　2019年

    DOI： 10.2514/6.2019-2156 　

  19. 自由落下する小球と垂直衝撃波の干渉のシュリーレン可視化および球の抵抗係数の推定

    永田貴之, 野々村拓, 大谷清伸, 浅井圭介

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2018　ROMBUNNO.1A1‐3　2019年

  20. Numerical study on micro-explosive induced shock wave propagation in a closed space.

    Ohtani K, T. Ogawa, A. Abe, A. Nakagawa

    2019年

  21. 爆傷と銃創 臨床、診療体制

    中川 敦寛, Armonda Rocco, Rosenthal Guy, 大谷 清伸, 冨田 博秋, 佐久間 篤, 八木橋 真央, Manley Geoffrey, 久志本 成樹, 冨永 悌二

    Japanese Journal of Acute Care Surgery　8　(1)　44-44　2018年9月

    出版者・発行元： 日本Acute Care Surgery学会

  22. 衝撃波の医療応用:最近の動向もふまえて

    中川敦寛, 遠藤俊毅, 遠藤英徳, 大沢伸一郎, 冨永悌二, 中西史, 横沢友樹, 山下慎一, 飯久保正弘, 佐藤由加, 佐久間篤, 八木橋真央, 近野敦, 辻田哲平, 大谷清伸

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2017　2018年

  23. バリスティックレンジによるレイノルズ数104オーダーの遷・超音速球周り流れのシュリーレン可視化

    永田貴之, 野口暁人, 小川俊広, 野々村拓, 大谷清伸, 浅井圭介

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2017　ROMBUNNO.3C3‐2　2018年

  24. 閉空間内微小爆薬起爆による水中衝撃波発生挙動

    大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一, 小川俊広

    平成28年度衝撃波シンポジウム講演論文集　2017年

  25. 弾道飛行装置を用いた超音速自由飛行における球の抵抗計測

    川上 遼兼, 渡邊 正人, 中島 辰馬, 菊地 亮太, 大谷 清伸, 大林 茂

    年会講演会講演集　47　6p　2016年4月14日

    出版者・発行元： 日本航空宇宙学会

  26. 167 負極性水中放電の進展過程の可視化

    熊谷 諒, 金澤 誠司, 大谷 清伸, 小宮 敦樹, 金子 俊郎, 中嶋 智樹, 佐藤 岳彦

    講演論文集　2016　(51)　131-132　2016年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

  27. 生体模擬物質モデルを用いた衝撃波細胞干渉挙動模擬

    大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一

    平成27年度衝撃波シンポジウム　2016年

  28. 生体模擬物質中の衝撃波伝播挙動

    大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一

    火薬学会2015年度秋季研究発表会　59-62　2015年12月

  29. OS1507-368 低速度軟体飛翔体による薄板衝突挙動

    大谷 清伸, 小川 俊広

    M&M材料力学カンファレンス　2015　"OS1507-368-1"-"OS1507-368-3"　2015年11月21日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    This paper reports the preliminarily experimental results of low velocity soft-body projectile made of gelatin solution impact test on a thin plate at impact speed of about 120 m/s. An experimental investigation of low velocity impact was performed by using a ballistic range at Institute of Fluid Science, Tohoku University. The process of impact and shock wave propagation phenomena was visualized by shadowgraph method and recorded by a high-speed video camera.

  30. 1004 超高速応答型感圧塗料を用いたバリスティックレンジ実験における非定常圧力場計測

    沼田 大樹, 浅井 圭介, 大谷 清伸

    流体工学部門講演会講演論文集　2015　"1004-1"-"1004-2"　2015年11月7日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 1348-0251

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    In this study, we conducted preliminary experiments to visualize unsteady pressure field caused by shock waves from free-flight projectiles which is launched by ballistic range. For this purpose, we visualized shock-wave propagation on sample plate by using ultrafast-response PSP and high-sensitivity high-speed video camera. Visualization results were well agreement qualitatively compared with past results.

  31. OS5-2 Expansion Wave and Bubble Generation by Underwater Shock Wave Reflection from the Interface(Bubble and Material imaging,OS5 High-speed imaging and photonics,MEASUREMENT METHODS)

    Ohtani Kiyonobu, Ogawa Toshihiro

    Abstracts of ATEM : International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics : Asian Conference on Experimental Mechanics　2015　(14)　63-63　2015年10月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

  32. 模擬モデルを用いた爆風による外傷性脳損傷機序解明に関する数値模擬

    大谷清伸, 中川敦寛, 沼田大樹

    M&M2015 材料力学カンファレンスプロシーディング　369-371　2015年

  33. 1305 ストリークカメラを用いた水中ストリーマの高時間分解解析

    藤田 英理, 金澤 誠司, 大谷 清伸, 小宮 敦樹, 金子 俊郎, 佐藤 岳彦

    流体工学部門講演会講演論文集　2014　"1305-1"-"1305-2"　2014年10月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 1348-0251

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    The highly temporal streak imaging of an underwater discharge revealed that the primary streamer propagation was intermittent though the propagation had been considered continuous from our previous study. In addition, the intermittent luminescence pattern was synchronized with the pattern of discharge pulsed currents. The primary streamer in ultrapure water was generated by the application of a single-shot pulsed positive high voltage with a duration of 10 μs to a needle-wire electrode system with the tip radius of 40 μm and with the gap distance of 6 mm.

  34. OS1718 高速飛翔体衝突における衝撃波光学可視化計測

    大谷 清伸, 小川 俊広

    M&M材料力学カンファレンス　2014　"OS1718-1"-"OS1718-3"　2014年7月19日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    This paper reports the preliminarily experimental results of shock wave propagation visualization by hypervelocity impact. An experimental investigation of hypervelocity impact was performed by using a ballistic range at Institute of Fluid Science, Tohoku University. The process of shock wave propagation by hypervelocity impact was visualized by shadowgraph method and recorded by high-speed video camera.

  35. 高低湿度場での衝撃波と乱流干渉

    鵜飼 孝博, 大谷 清伸, 大林 茂

    年会講演会講演集　45　7p　2014年4月10日

    出版者・発行元： 日本航空宇宙学会

  36. 113 長方形断面水路を用いた津波減衰に関する実験的研究

    大谷 清伸, 齋藤 務

    講演論文集　2014　(49)　27-28　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    This paper reports a preliminary experimental result of tsunami interaction phenomena with cylinder models for tsunami mitigation effect in rectangular horizontal channel. The process of simulated tsunami wave interaction with simple cylinder models in rectangular channel was observed by a digital camera. The velocity of simulated tsunami wave after interacting with cylinder models was measured a laser interrupting signal by passage through the wave.

  37. 模擬モデルを用いた爆風による外傷性脳損機序解明研究

    大谷清伸, 中川敦寛, 沼田大樹, 合田圭介, 荒船龍彦, 鷲尾利克, 古川宗, Mark Richardson, 早瀬敏幸

    日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演　33-34　2014年

  38. 爆風による外傷性脳損傷機序解明のための模擬物質中の衝撃波伝播挙動

    大谷清伸, 中川敦寛, 沼田大樹, 合田圭介, 荒船龍彦, 鷲尾利克

    平成25年度衝撃波シンポジウム　152-154　2014年

  39. 超音速複葉翼理論の地上実証研究

    大林 茂, 山下 博, 大谷 清伸, 菊池 崇将, 鵜飼 孝博

    日本航空宇宙学会誌 = Journal of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences　61　(4)　123-128　2013年4月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本航空宇宙学会

    ISSN： 0021-4663

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    環境負荷が小さい次世代超音速機を実現させるためには,低ソニックブーム・低抵抗を両立する必要がある.これらの課題を克服し,革新的超音速機の設計を可能にする一つの手段として,超音速複葉翼理論が注目されている.現在,東北大学流体科学研究所衝撃波関連施設を利用した超音速複葉翼理論の地上実証研究が進められている.本稿では地上実証に利用するバリスティックレンジ装置(弾道飛行装置)の説明と改修計画の概要,それを利用した新たな実験計画の現状について紹介する.

  40. 143 水中1次ストリーマの進展過程(流体工学II,一般講演)

    藤田 英理, 金澤 誠司, 大谷 清伸, 小宮 敦樹, 佐藤 岳彦

    講演論文集　2013　(48)　88-89　2013年3月15日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

  41. 水中膨張波収束による気泡および高圧発生 (第41回可視化情報シンポジウム講演論文集) -- (オーガナイズドセッション キャビテーションの可視化・計測・解析Ⅱ)

    大谷 清伸, 小川 俊広

    可視化情報学会誌 = ournal of the Visualization Society of Japan　33　(1)　219-222　2013年

    出版者・発行元： 可視化情報学会

    ISSN： 0916-4731

  42. 爆風による外傷性脳損傷機序解明に関する研究

    大谷清伸, 中川敦寛, 合田圭介, 荒船龍彦, 鷲尾利克, 早瀬敏幸

    平成24年度衝撃波シンポジウム　303-304　2013年

  43. 爆風による外傷性脳損傷機序解明のための模擬モデル実験

    大谷清伸, 中川敦寛, 沼田大樹, 合田圭介, 荒船龍彦, 鷲尾利克, 古川宗, Mark Richardson, 早瀬敏幸

    高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム　22　2013年

  44. 爆風による外傷性脳損傷機序解明に関する研究

    大谷清伸, 中川敦寛, 合田圭介, 荒船龍彦, 鷲尾利克, 早瀬敏幸

    平成24年度衝撃波シンポジウム講演論文集　304-305　2013年

  45. 水中プラズマのストリーマ進展過程

    藤田 英理, 佐藤 岳彦, 金澤 誠司, 大谷 清伸, 小宮 敦樹

    電気学会研究会資料. PST, プラズマ研究会　2012　(107)　21-24　2012年12月10日

  46. S055012 水中ストリーマ進展過程の可視化

    佐藤 岳彦, 藤田 英理, 金澤 誠司, 大谷 清伸, 小宮 敦樹

    年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2012　"S055012-1"-"S055012-2"　2012年9月9日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    A series of photographs for a streamer propagation process in water was successfully observed using a nano-pulse discharge system, an ultra high speed camera system with a microscope lens and a phase shift type Mach-Zehnder interferometer. After the initiation process of 600 ns - 800 ns from the applying voltage of 16 kV_<0p> - 17.5 kV_<0p>, a primary streamer occurred. It accompanied with a shock wave and the period of the propagation was several hundred ns. The propagation velocity of the primary streamer was around 1.5 km/s.

  47. 309 水中プラズマのストリーマ形成過程(大気環境保全・改善技術(2))

    藤田 英理, 金澤 誠司, 大谷 清伸, 小宮 敦樹, 佐藤 岳彦

    環境工学総合シンポジウム講演論文集　2012　(22)　209-210　2012年7月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    A continuous photograph of a streamer propagation process in water was successfully observed using a nano-pulse discharge system, an ultra high speed camera system with a microscope lens and a phase shift type Mach-Zehnder interferometer. After the initiation process of 600 ns - 800 ns from the applying voltage of 16 kV0p-17.5 kV0p, a primary streamer was occurred. It accompanied with a shock wave and the period of the propagation was several hundred ns. The propagation velocity of the primary streamer was around 1.5 km/s.

  48. 132 水面近傍で発生する膨張波および気泡現象(流体工学IV,一般講演)

    大谷 清伸, 小川 俊広, 大林 茂

    講演論文集　2012　(47)　70-71　2012年3月13日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    This paper reports a preliminary experimental result of the expansion wave and cavitation bubble generation near the water surface. Underwater spherical shock wave generated by detonating of micro explosive of a 10 mg silver azide (AgN_3)pellets propagated and reflected from the water surface. The reflected wave is an expansion wave. The process of expansion wave and cavitation bubble generation near the water surface were observed by shadowgraph method and recorded by a high-speed camera. The pressure distribution near the water surface was measured by a PVDF needle hydrophone.

  49. 生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象

    大谷清伸, 中川敦寛, 早瀬敏幸, 荒船龍彦, 鷲尾利克, 合田圭介

    平成23年度衝撃波シンポジウム講演論文集　125-126　2012年

  50. 小型回転楕円体を用いた微小爆薬起爆水中衝撃波収束現象

    大谷清伸, 大谷清伸, 山本裕朗, 山本裕朗, 高山和喜, 下川宏明

    衝撃波シンポジウム講演論文集　2010　2011年

  51. Blast Wave/衝撃波の頭蓋内伝播経路・動態の解析

    中川敦寛, 高山和喜, 大谷清伸, 山本裕朗, GEAN Alisa, ARMONDA Rocco, 冨永悌二

    東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学研究拠点活動報告書　2010　2011年

  52. Biological and Mechanical Profile of Bench Top Blast Wave Traumatic Brain Injury Model in Rat

    Atsuhiro Nakagawa, Kiyonobu Ohtani, Hiroaki Yamamoto, Kazuyoshi Takayama, Teiji Tominaga

    JOURNAL OF NEUROSURGERY　113　(2)　A415-A415　2010年8月

    ISSN： 0022-3085

  53. Blast wave injury:multidisciplinary teamによる損傷機序解明の取り組み

    中川敦寛, 大谷清伸, MANLEY Geoffrey, ARMONDA Rocco, GEAN Alisa, 山本裕朗, 高山和喜, 冨永悌二

    日本脳神経外傷学会プログラム・抄録集　33rd　2010年

  54. 球の砂突入に関する研究

    山本裕朗, 大谷清伸, 早坂庄吉, 小川俊宏, 高山和喜

    衝撃波シンポジウム講演論文集　2009　2010年

  55. blast-induced traumatic brain injury (bTBI) : multidisciplinary team による病態解明から機器開発まで

    中川 敦寛, 荒船 龍彦, 大谷 清伸, 山本 裕朗, 松永 忠雄, 鷲尾 利克, 塚本 哲, 中野 徹, 仲井 正昭, 合田 圭介, 小川 欣一, 孫 明宇, 隈部 俊宏, 芳賀 洋一, JALALI BAHRAM, 牛田 多加志, 高山 和喜, 西野 精治, 新家 光雄, 佐久間 一郎, 冨永 悌二

    神経外傷　33　(2)　187-194　2010年

    ISSN： 0389-5610

  56. 各種液体の状態方程式の計測

    山本裕朗, 大谷清伸, 下川宏明, 高山和喜

    衝撃波シンポジウム講演論文集　2008　2009年

  57. 414 液体アルゴン中での超音波振動による気泡発生と衝撃波現象に関する研究(OS4-4 高速流れと衝撃波現象の基礎と応用(混相流),OS4 高速流れと衝撃波現象の基礎と応用,オーガナイズドセッション)

    大谷 清伸, 沼田 大樹, 孫 明宇, 高山 和喜

    流体工学部門講演会講演論文集　2005　56-56　2005年10月28日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 1348-2882

  58. 極低温高速衝突現象の数値シミュレーション

    大谷 清伸, 孫 明宇, 沼田 大樹

    宇宙科学シンポジウム　5　581-584　2005年1月6日

    出版者・発行元： 宇宙科学研究所

  59. クライオスタットを用いた極低温高速衝突現象の実験的研究(OS3-3高速流れと衝撃波現象(その3))

    大谷 清伸, 沼田 大樹, 孫 明宇, 高山 和喜

    流体工学部門講演会講演論文集　2004　132-132　2004年11月24日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 1348-2882

  60. 209 気泡液体中を伝播する衝撃波現象に関する研究

    小笠原 久敏, 杉山 弘, 溝端 一秀, 大谷 清伸, 山下 明彦

    北海道支部講演会講演概要集　2003　(43)　56-57　2003年9月28日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

  61. 212 液体窒素注入による二相流ノズル噴流の推力に関する研究

    青野 一郎, 花岡 裕, 大谷 清伸

    北海道支部講演会講演概要集　2003　(43)　62-63　2003年9月28日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

  62. 205 気泡流中の強い衝撃波現象に関する研究

    大谷 清伸, 杉山 弘, 溝端 一秀, 小笠原 久敏

    北海道支部講演会講演概要集　2002　(42)　50-51　2002年10月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    The large-amplitude shock wave propagation phenomena in air-bubbles/water mixtures were investigated using a two-phase shock tube. Effect of incident shock wave strength on shock wave pressure characteristics in mixtures and the precursor of shock wave are analyzed. It was found that the large-amplitude shock waves have high-frequency oscillation components and the precursor.

  63. 507 排水ポンプ用逆流防止弁の動特性(OS4-2 流体における新技術開発-2)(OS4 流体における新技術開発)

    佐々木 悠二, 杉山 弘, 溝端 一秀, 大谷 清伸, 大石 聖史, 三輪 俊夫, 武者 裕之, 大川 祐也

    北海道支部講演会講演概要集　2001　(41)　160-161　2001年9月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    We investigated experimentally the dynamic characteristics of a check valve used in drainages. The function of the check valve is to check the reverse flow in the drain pipes when the drain pumps accidentally stop. When the check valve closes suddenly, large impact force arises on the drain pipes and check valves, and then water column separation occurs near the check valves and water-hammer phenomenon occurs in the drain pipes. To find the methods for reducing impact forces, we investigated the flow phenomena around the check valve; impact acceleration of check valve and downstream tank, pressure variation and movement of the check valve.

  64. 521 気泡を含む液体中を伝播する強い衝撃波に関する研究(OS4-4 流体における新技術開発-4)(OS4 流体における新技術開発)

    大谷 清伸, 杉山 弘, 溝端 一秀, 佐々木 悠二

    北海道支部講演会講演概要集　2001　(41)　188-189　2001年9月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    The large-amplitude shock wave propagation phenomena in air-bubbles/ water mixtures were investigated using a two-phase shock tube. Effect of incident shock wave strength on shock wave pressure characteristics in mixtures and the precursor of shock wave are analyzed. Behavior of the bubbles collapsing behind large-amplitude shock wave are also detected by high-speed photography. It was found that the large-amplitude shock waves have high-frequency oscillation components and the precursor.

  65. 316 排水ポンプ用逆流防止弁の動特性(実地における流体諸問題)(オーガナイズドセッション(b)実地における流体諸問題)

    大石 聖史, 杉山 弘, 溝端 一秀, 大谷 清伸, 佐々木 悠二, 武者 裕之, 三輪 俊夫

    北海道支部講演会講演概要集　2000　(40)　126-127　2000年9月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

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    Check valves are mainly used in drainage systems of riversides. Their function is to check the reverse flow of water in the drain pipes. When check valves close, large shock force arises on the drain pipes and check valves, and at that time, water column separation and water-hammer phenomenon occurs near the check valves. As the result of these phenomena, the facilities are damaged. In order to investigate the impact force when the check valve suddenly closes, the impact pressure and impact acceleration measurements are made, and the flow near the check valve are visualized by a high speed video camera.

  66. G203 排水ポンプ用逆流防止弁の動特性

    佐々木 悠二, 杉山 弘, 溝端 一秀, 大谷 清伸, 大石 聖史, 武者 裕之, 三輪 俊夫

    流体工学部門講演会講演論文集　2000　233-233　2000年9月8日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 1348-2882

  67. 716 気泡を含む液体中の衝撃波伝播

    大谷 清伸, 杉山 弘, 溝端 一秀, 大石 聖史, 佐々木 悠二

    流体工学部門講演会講演論文集　2000　132-132　2000年9月8日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 1348-2882

  68. 気泡を含む液体中を伝播する衝撃波現象

    大谷清伸

    平成11年度衝撃はシンポジウム講演論文集　205-208　2000年

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講演・口頭発表等 3

  1. Numerical study on micro-explosive induced shock wave propagation in a closed space 国際会議

    32nd International Symposium on Shock Waves (ISSW32)　2019年7月15日

  2. 弾道飛行装置を用いたリング形状および板翼模型自由飛行実験

    大谷清伸, 内海宏輝, 小川俊広, 小川秀朗, 大林茂

    平成30年度航空宇宙空力シンポジウム　2019年1月25日

  3. Schlieren visualization of transonic and supersonic flow over a sphere at Reynolds number between 10^3 and 10^5 through free-flight tests 国際会議

    AIAA Science and Technology Forum and Exposition 2019　2019年1月7日

産業財産権 6

  1. レーザビームを用いた物体加工方法および加工装置

    小林 俊雄, 中村 雅洋, 大谷 清伸

    産業財産権の種類: 特許権

  2. レーザビームを用いた物体加工方法及び加工装置

    産業財産権の種類: 特許権

  3. METHOD OF PROCESSING ROCK WITH LASER AND APPARATUS FOR SAME

    Toshio Kobayashi, Kazuyoshi Takayama, Kiyonobu Ohtani, Satoru Umezu

    産業財産権の種類: 特許権

  4. 被処理水の殺菌方法及びその装置

    阿部 晃久, 高山 和喜, 大谷 清伸

    産業財産権の種類: 特許権

  5. レーザを用いた岩石の加工方法及びその装置

    小林 俊雄, 高山 和喜, 大谷 清伸, 梅津 覚

    産業財産権の種類: 特許権

  6. レーザを用いた岩石の加工方法及びその装置

    小林 俊雄, 高山 和喜, 大谷 清伸, 梅津 覚

    特許第4270577号

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 31

  1. 爆風被害予防のための衝撃波影響評価と新たな爆風圧スケール則導出

    大谷 清伸, 沼田 大樹

    2024年4月 ～ 2027年3月

  2. 爆風損傷の初期診療におけるトリアージ法に関する基礎研究

    中川 敦寛, 大谷 清伸, 大沢 伸一郎, 園部 真也, 辻田 哲平, 近野 敦, 佐瀬一弥, 下田 由輝

    2023年4月 ～ 2026年3月

  3. 硬い線維化腫瘍破砕のための超音波印加パルスジェットを用いた手術機器開発

    川口 奉洋, 中川 敦寛, 吉川 彰, 荒船 龍彦, 大橋 雄二, 金森 政之, 大谷 清伸

    2022年4月 ～ 2025年3月

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    高圧水流を利用した液体ジェットは、熱・粉塵の発生がなく、石や金属などの加工に用いられる切削技術である。本技術を医療に転用され血管温存下に臓器切開・破砕可能という特徴を有している。我々は、これを微小パルス流として発生する技術を2001年に開発した。 神経・血管温存下の腫瘍破砕が可能とするパルスジェットメスの高い組織選択性を利用し、これまでに、神経膠腫や下垂体腺腫に対する摘出術において、摘出率の向上と出血量の減少を報告し、安全性と有効性を示してきた。しかし、線維化した硬い腫瘍に対しては有効な破砕が得られなかった。これに対し、射出される液滴径を減じることで、腫瘍内の線維成分の隙間に射出液滴が進入できるという仮説を立て、射出されるジェット流に超音波を印加し液滴を微粒化することで、組織内浸透性と局所破砕能向上を企図するものである。 本年度の研究期間内に超音波振動素子を作成し、射出するジェット液滴を微粒化させることを企図。振動素子の形状や大きさなどを選択し、最適な射出条件を検討した。次年度以降、本条件をもとに模擬モデルを用いた実験に移行する。 超音波印加による射出ジェット流の微粒化の知見は従来の手術機器ではなし得なかった線維化癒着病変の最大限摘出と機能温存を企図する点で学術的独自性と創造性をもつ。これは、硬い頭蓋内腫瘍の破砕のみにとどまらず、他科手術時の臓器癒着病変の安全な剥離、薬液の皮下浸潤投与技術の向上など、ヘルスケアや基礎研究まで広い波及効果を見込むものである。

  4. 音響インピーダンスを考慮した固気液混相多層媒体干渉を用いる新規衝撃波低減手法開発

    大谷 清伸

    2021年4月 ～ 2024年3月

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    本研究では、爆発等に伴う衝撃波圧力被害からの人や建築物の防御等に関連して、医学上、工学上重要な研究課題である衝撃波圧力の低減について、音響インピーダンスを考慮した固体、液体、気体の混相の多層媒体との干渉による新たな衝撃波圧力低減方法の確立を目的としている。この目的のため、初年度は固液粒子群、網状媒体との衝撃波干渉を行い、衝撃波低減に効果的な干渉の方法、干渉対象物を明らかにするための実験的な検討を行った。 微小爆薬の起爆によって発生させた衝撃波を水液滴群、および重ねて多層にした網媒体と干渉させて、衝撃波干渉挙動を高時間・高空間分解能を有する光学可視化計測および圧力計測の同時計測によって明らかにした。 固液それぞれの粒子群との干渉により、衝撃波のピーク過剰圧と衝撃波伝播速度が低減することが示された。そのうち、起爆後早い段階における粒子群との干渉で、衝撃波威力の低減がより効果的であることがわかった。特に水液滴群の場合には、起爆点に近い領域で水液滴が大きく変形、微粒化し抵抗が増すこと、高温の爆発生成ガスと干渉するために熱移動が大きくなり、これらの要因が衝撃波圧力低減に寄与していることが示唆される結果となった。 多層網媒体との干渉では、網のメッシュ数が大きく、枚数をより多く重ねることでより効果的に衝撃波威力が低減すること、重ねる網間に一部空間を設けることで、干渉する多層網媒体からの反射衝撃波を低減することが示される結果が得られた。 また、固液粒子群干渉による衝撃波低減効果に関する実験結果との比較検証として、粒子群干渉による衝撃波挙動を汎用数値解析ソフトウェアANSYS AUTODYNを用いて数値解析を行うための解析モデルの検討を行い、次年度以降の数値解析による検証の準備が整った。

  5. 複雑閉鎖空間中の爆風による生体内衝撃波伝播防止のための衝撃波工学・医学的検討

    中川 敦寛, 大沢 伸一郎, 大谷 清伸

    2020年7月30日 ～ 2023年3月31日

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    爆風脳損傷は、衝撃波を先行、かつ主成分とする爆風による脳損傷で、目に見えない外力によるため、機序、予防については解明されていない点が多い。東北大学学際衝撃波研究拠点は1970年以降世界的に拠点として衝撃波の医療応用はもちろん、さまざまな領域で衝撃波の学際研究を推進してきた。 本研究の目的は、第一に閉鎖空間内で爆風損傷の先行、かつ主要成分を占める衝撃波の体内伝播動態を明らかにすること、第二に衝撃波による外傷性脳損傷を防止する技術開発に向け基礎的知見を得ることである。具体的には閉鎖空間内の反射・干渉により生体内に伝播する衝撃波を空間構造と材質で損傷閾値以下に減衰することに関して非臨床（動物実験）概念実証を確立する。 本研究では、衝撃波工学の観点から模擬モデル実験と動物実験を行う。 2年目の本年は、昨年度東北大学流体科学研究所で実施してきた模擬モデル実験（単純閉鎖空間内の衝撃波伝播動態解析（高速度画像装置を用いた可視化、圧測定））および理論解析を継続するとともに、模擬モデル実験では、単純閉鎖空間内で発生する衝撃波による生体内伝播衝撃波の減弱効果を材質、壁面計状の変化による効果を可視化、圧測定および理論解析で行うとともに、複雑閉鎖空間内の衝撃波伝播動態・模擬生体内衝撃波伝播動態解析（可視化、圧測定）に着手した。次年度理論解析も推進し、衝撃波の体内伝播動態の解明と外傷性脳損傷を防止手段の構築をすすめる。

  6. 自由飛行物体にかかる非定常空気力を明らかにする非定常マルチカラーPSP技術の実現

    沼田 大樹, 菊池 崇将, 水書 稔治, 大谷 清伸

    2020年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    本研究では、自由飛行物体にかかる非定常空気力を明らかにする非定常マルチカラーPSP技術の実現を目指し、2020 年度に引き続き感圧塗料及び計測方法の双方において開発を進めた。 2021 年度において、感圧塗料の開発としては、従来型の感圧塗料の改良に引き続き取り組んだが、特に感圧塗料塗装時の特性のばらつきを抑える目的で、その塗装方法に大幅な改良を施した。結果として特性安定性を確保することに成功し、今後のマルチカラーPSP技術の確立に向け大きな進展とはなったが、一方で幾つかの技術的な課題点も明らかとなった。2022 年度においては、それらを次年度の研究で解消する計画である。 計測系については、2021 年度において撮像光学系を見直し、より計測条件が厳しい計測対象であっても感圧塗料からの発光を取得しやすく、かつ信号雑音比を大幅に改善可能な計測系へと改良した。この改良に伴い、従来型の光学系を用いた計測結果に比べ、大幅に計測精度を向上することに成功した。結果としてその後の解析精度も向上したが、2022 年度においては感圧塗料の特性と併せて更なる最適化を図る予定である。 実証試験については、当初実証試験に用いることを想定していた外部機関の試験装置がコロナ禍のために使用できず、実証試験から得られる予定であった感圧塗料・計測手法に関するフィードバックが得られなかったため、感圧塗料及び計測方法の双方について限られた向上にとどまらざるを得なかった。

  7. 浸潤病変の局所制御と術後機能温存を両立する微弱衝撃波パルスジェットメスの開発

    中川 敦寛, 冨永 悌二, 遠藤 俊毅, 中西 史, 大沢 伸一郎, 齋藤 竜太, 山下 慎一, 唐澤 秀明, 辻田 哲平, 荒船 龍彦, 大谷 清伸, 近野 敦, 八木橋 真央, 森田 隆弘, 西嶌 泰生

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2018年4月1日 ～ 2021年3月31日

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    本研究の目的は、申請者らが原理開発から臨床研究まで開発を進めたパルスジェットメスに微弱衝撃波を印加することで、内視鏡下に脳内浸潤病変境界部への薬剤深達が得られることを非臨床試験で明らかにすることである。パルスジェットメスの特徴である細血管・神経の温存下の切開、剥離に加えて手術摘出腔周囲に薬剤を浸潤する機能を付加することで、最大限の局所病変制御と機能温存の両立が期待できる。期間全体では、内視鏡下に衝撃波を印加可能なパルスジェットで流体工学的検討、非臨床試験（ラット浸潤病変モデル）で有効性と安全性を検討、脳を含めた悪性疾患の浸潤病変に対する新たな治療戦略の提供、機器の事業化につなげる。 <BR> H30年度は、浸潤病変部の物性値（破断強度/ヤング率/粘弾性）計測、パルスジェットの流体工学的検討を行った。従来実施してきた開頭手術を念頭においたデバイス（15cmの直管から射出に対して内視鏡環境下射出デバイスで検討を行った（ステンレス管先端に60、130、195 cmのPEEK製のカテーテルを接続）。その結果、曲率半径（1.5 、15 cm）、曲角（0、60、120°）、エネルギー（駆動電圧 30-50V）、周波数（100-400Hz）、流量（2.4-5.8 ml/分）、操作速度（0.50 / 0.25 / 0.12 mm/s）が組織深達度、10点平均粗さにおよぼす影響を検討した。その結果、切除深達度はカテーテル長依存的に減少、カテーテルを曲げた時の切除深達度への影響は標準誤差内であった。また、操作の移動速度より周波数が切除深達度に大きく関与することが示唆された。また、高速度画像解析により、移動速度より周波数が切除深達度に大きく関与する機序解明に目途をつけた。また、安全性を確立するために、電圧/吸引量/吸引形状と拡散量の関連を検討した。

  8. 肝硬変から脂肪肝まで、あらゆる肝臓の切除を容易にする新規パルスジェットメスの開発

    中西 史, 宮城 重人, 中川 敦寛, 荒船 龍彦, 大谷 清伸, 中野 徹

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2018年4月1日 ～ 2021年3月31日

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    豚摘出肝臓を用いて開発しているピエゾ駆動方式パルスジェットメスの血管温存性を評価した。駆動電圧を変えながら、目標とする血管が露出するまで切開をおこない、血管が露出したところで切開を終了する方法で確認した。その結果、駆動電圧駆動電圧８０Vまでは血管温存性は良好であったが、９０V 以上では温存できる血管は２割まで減少した。さらに、摘出豚肝臓を用いて既存機器との比較実験を行い、切除速さと切除面の平坦度の比較を行った。切除速度は、摘出したブタ肝臓を各デバイス、各条件で1分間切開し、その断面を撮影。得られた画像から画像解析ソフトを用いて、断面積を求めた。切開時間は、実際に各デバイスで肝臓を切っている時間のみを計測し、パルスジェットが安定するまでの時間や、血管を処理している時間は含めなかった。適切な駆動電圧や周波数、水量ではピエゾ駆動方式パルスジェットメスでは既存機器より早く切除可能であり、かつ切除面は平坦であった。 さらに、肝切除術にて切除されたヒト肝組織および肝腫瘍の物性値測定を行った。肝細胞癌や転移性肝腫瘍では背景肝実質よりも有意に高い破断応力値を示していた。また、ヒト摘出肝を用いてピエゾ駆動方式パルスジェットメスの移動切除実験を行い、ヒトの肝臓でも豚肝臓と同様に切除が可能であり、正常肝組織では駆動電圧と切開深度が強い正の相関、組織の破断応力値と切開深度が強い負の相関を示すことを確認した。さらに肝硬変の組織ではそれぞれ、弱い正の相関と負の相関を示すことも証明した。

  9. 種々音響インピーダンス材料閉空間を用いた新規衝撃波発生手法の開発 競争的資金

    大谷 清伸, 小川 俊広

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2018年4月1日 ～ 2021年3月31日

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    本研究では、衝撃波医療応用における重要な研究課題である衝撃波生体損傷に関して、その重要な要素である衝撃波および膨張波による圧力波の生体との干渉による衝撃波生体損傷の機序解明のための生体模擬物質で構成された生体模擬モデルを用いた工学的実験で使用する制御された圧力波形を持つ新規衝撃波発生方法の確立を目的として、媒体の音響インピーダンス(密度と音速の積)の違いによる衝撃波干渉挙動に注目した材料構成による単純形状の閉空間で衝撃波を発生させ、衝撃波圧力正・負(膨張波)、最大過剰圧、パルス幅等を制御する方法確立を行うものである。制御方法確立のための衝撃波干渉挙動の現象の把握は、高時間・空間分解能の光学可視化計測および圧力計測によって明らかにしていく。令和元年度の計画研究項目は、項目2-閉空間内衝撃波干渉による最大過剰圧の増加方法の確立、項目3-膨張波による負圧を伴わない衝撃波発生方法の確立に関しての実験的取り組みと、項目4-閉空間内における衝撃波挙動の数値解析的解明と実験結果との比較、検証を行うことである。微小爆薬起爆による衝撃波を用いて、項目-2の最大過剰圧の増加方法の確立のため、衝撃波反射率の高い、音響インピーダンスを考慮した材料で、管内の反射距離の調整により効果的に圧力の増幅が行われることが確認できた。また、繰り返し衝撃波発生が容易なパルス放電装置を用いて、円管閉空間内で衝撃波挙動実験を実施し、これまで得られた閉空間を用いた増幅した衝撃波圧力発生挙動を確認することができた。項目-3の膨張波による負圧を伴わない衝撃波発生方法の確立に関しては、数値解析的に管内部形状の違いによる負圧発生の機序解明を行うことで、膨張波発生の主原因を特定し次年度の実験的検証に繋がる知見が得られた。また、数値解析より、より効果的な圧力増幅を行う形状に関する知見が得られた。

  10. 背景型シュリーレン法の波面補償に着眼した超解像望遠可視化計測

    水書 稔治, 三浦 則明, 太田 匡則, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tokai University

    2017年4月1日 ～ 2020年3月31日

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    背景型シュリーレン法に補償光学系を連接させ、強い大気じょう乱を通過した光波の波面補正を実現することで、風洞実験では再現が困難なソニックブームあるいは後方乱気流の発達・伝播を、実機周りで解明できる可視化計測法を創生した。まず、地表近傍の大気じょう乱特性を把握のため、簡便な装置で計測実施・評価する独自の手法を確立させた。その結果をもとに、地表近傍の大気じょう乱による光波面ゆがみを補正可能な補償光学系を設計・製作した。この補償光学系を、背景型シュリーレン法を基盤とする可搬型可視化光学系に連接させ、光学系の空間周波数特性（MTF）の4倍向上を得た。

  11. 動脈瘤壁の治癒と穿通枝温存を両立する紡錘状動脈瘤治療用ステントの開発

    遠藤 英徳, 太田 信, 仲井 正昭, 荒船 龍彦, 安西 眸, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2017年4月1日 ～ 2020年3月31日

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    紡錘状脳動脈瘤の臨床例に対して、流体力学解析を行い、動脈瘤の壁におけるストレスデータの標準化を行った。続いて、流体工学的に動脈瘤壁から出血を起こしにくい条件、しかも、動脈瘤から分岐する細血管の開存が維持される条件を算出し、ステントデザインを検討した。さらに、プロトタイプのステントを用いて、ブタ紡錘状動脈瘤モデルに留置した場合に内部を流入する血流データをシミュレーションし、ステントデザイン適正性の検討を行った。

  12. 超音速飛翔体上の非定常圧力変動を捉える革新的分子イメージング技術の開発

    沼田 大樹, 浅井 圭介, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tokai University

    2016年4月1日 ～ 2019年3月31日

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    本研究では、超音速で飛翔する物体上の圧力場計測を実現する新技術として、超高速応答型複合感圧塗料の開発、並びに二分岐光学系の開発を行った。また、開発した超高速応答型複合感圧塗料を飛翔物体へ適用し、その発光を二分岐光学系を取り付けた高速度カメラで撮影するための光学系設計にも取り組み、バリスティックレンジ試験にてその実証を試みた。 試験では、圧力計測に必要となる飛行体からの2波長の光を高速度カメラで同時取得することに成功した。また、それら2波長の光を用いることで、飛翔体圧力場を鮮明に再現することに成功した。これにより、超音速自由飛翔体上の可視化計測手法として、本研究の手法が有効であることが実証できた。

  13. 空隙媒体による爆発環境の軽減と圧力減衰効果の解明

    北川 一敬, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Aichi Institute of Technology

    2016年4月1日 ～ 2019年3月31日

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    本研究は，水中爆発で生じる被害規模の縮小と軽減法の技術応用を目的とする．水中爆発時の衝撃波，水流ジェット，爆発ガス膨張収縮運動の抑制から，物体への衝撃減衰促進と損傷規模の縮小にかかる減衰・軽減効果の解明と手法を開発する．衝撃波圧抑制は，半円F50＞凹凸F13＞凹凸F80，凹凸F50＞半円F80である．水流ジェット抑制は，凹凸F50＞凹凸F13＞半円F50＞凹凸F80＞半円F80である．弾性体後部応力抑制は，半円F50＞半円F80の順番で効果的，可変空隙媒体の密度が高いほど過剰圧・応力が減衰した．これは，フォーム骨格固体の非定常抵抗により圧力減衰が誘発され，効率的に水中爆発減衰が行える．

  14. 組織切開・形態学的温存下に切開面周囲に薬液浸潤可能な衝撃波メスの開発

    中川 敦寛, 中川 桂一, 川口 奉洋, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    本研究の目的は、研究代表者らが基礎原理を開発し、現在、手術用治療器として産学連携体制で開発を進めているパルスジェットメスに微弱衝撃波を印加することで、従来の切開、剥離作用に加え、手術摘出腔周囲に薬剤を浸潤する機能を付加することである。 微弱衝撃波が中枢神経系細胞、脳血管に与える影響を模擬モデル、細胞レベルで検討した上で、微弱衝撃波印加下における切開が可能なパルスジェットメスを試作し、非臨床試験（ブタ）脳において、微量ジェットを繰り返し注入することで切開面から最大3 mmまで色素液が浸潤していることを組織学的に確認した。その結果、組織学的に液体がmm単位で浸潤する可能性が示唆された。

  15. 新規パルスジェットメスを用いた内視鏡下肝臓手術の開発

    中西 史, 川岸 直樹, 中川 敦寛, 中野 徹, 大谷 清伸, 横沢 友樹

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    腹腔鏡手術用のピエゾ駆動方式パルスジェット（ADPJ）を作成し、豚を用いた腹腔鏡下肝部分切除比較実験を行ったところ、既存の手術器具と同等の出血量と手術時間で腹腔鏡下肝部分切除が可能であった。さらに先端３穴のADPJを作製したところ、切除速さは向上したが、駆動電圧や周波数によって大きく速さが変動することも判明した。ヒト切除肝を用いた物性値測定実験では、ADPJで硬変肝でも脈管を温存し肝実質破砕可能であることが示唆された。ラットを用いた比較実験では、ADPJは既存器具より術後肝逸脱酵素の上昇が軽度であり、切除に伴う肝障害が軽減される可能性を示唆することができた。

  16. パルスジェットメスを用いた軟性内視鏡下下垂体病変摘出法の開発

    小川 欣一, 中川 敦寛, 川口 奉洋, 鷲尾 利克, 荒船 龍彦, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    本研究の目的は、軟性内視鏡下に末梢神経機能、細血管温存下に病変摘出が可能な手術用治療器の開発である。デバイスを試作し、流体工学的検討により臨床試験段階にある顕微鏡下デバイスと同等以上のパルスジェット射出技術を確立し、非臨床で概念実証を行う。 臓器・組織物性値から想定されるパルスジェット 射出条件に関する検討を模擬モデル実験、最速度撮影、圧測定で行いレーザーエネルギー、ノズル先端形状、ノズルファイバー先端間距離、パルスジェットによる飛沫制御、操作性に関する知見を得た。さらに、ブタ脳室内でパルスジェットメスを使用し、内視鏡画面下で細血管温存下に脳室壁を切開し、非臨床概念実証確立に向け目途をつけた。

  17. 新規パルスジェットメスによる無阻血腎部分切除術の開発

    山下 慎一, 荒井 陽一, 中川 敦寛, 海法 康裕, 川守田 直樹, 川口 奉洋, 中川 晴夫, 大谷 清伸, 安達 尚宣, 川崎 芳英, 神山 佳展, 藤井 紳司

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    腎癌術後の腎機能を向上させるために、無阻血で安全に腎部分切除術が行えるパルスジェットメスを開発した。 まず、ブタ腎臓の破断強度を測定し、腎被膜や腎盂を損傷せずに腎実質を切離するパルスジェットメスの条件を見出した。その条件をもとに腹腔鏡用のパルスジェットメスを開発した。次に、ラットを用いて腎部分切除後の残存腎の腎損傷を評価し、パルスジェットメスは既存の凝固切開装置よりも術後の残存腎の腎損傷を軽減させることができた。さらに、ヒトの正常腎と腎癌の破断強度を測定した。腎癌の被膜は正常腎実質よりも破断強度が高く、腎癌を損傷せずに腎実質をパルスジェットメスで切離できる可能性を見出した。

  18. 新規パルスジェットメスを用いた内視鏡下肝臓手術の開発 競争的資金

    中西 史

    2015年4月 ～ 2018年3月

  19. 組織切開・形態学的温存下に切開面周囲に薬液浸潤可能な衝撃波メスの開発 競争的資金

    中川 敦寛

    2015年4月 ～ 2018年3月

  20. 微弱衝撃波を用いた中枢神経系精密治療技術の開発

    冨永 悌二, 齋藤 竜太, 中川 敦寛, 大谷 清伸, 合田 圭介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2014年4月1日 ～ 2017年3月31日

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    本研究の目的は、微弱衝撃波が中枢神経系に与える影響を細胞レベルで検討し、脳深部の精密治療技術開発に向け基礎的知見を得ることである。平成26年度は微弱衝撃波が中枢神経系に及ぼす影響を形態学的に検討するとともに、模擬モデルにおいて衝撃波の伝播を高速度撮影ならびに圧測定を用いて解析した。平成27年度は、微弱衝撃波照射装置を試作、模擬モデル、動物モデルを用いた頭蓋内圧測定を行い、許容可能な条件を明らかにし、衝撃波による薬剤送達増強効果に関する実験をブタ開頭後の脳で検討した。平成28年度の実験では、開頭下のブタ脳において、微弱衝撃波印加下において色素がより拡散することことを組織学的に示した。

  21. 非定常離脱衝撃波の実証実験とその動的制御を目指した理論構築

    大西 直文, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2014年4月1日 ～ 2017年3月31日

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    非定常衝撃波の積極的な工学応用を目指し、数値計算と弾道飛行装置を用いた実験によって、鈍頭物体前方に形成される離脱衝撃波の不安定性について調査した。離脱衝撃波が低比熱比、高マッハ数条件で不安定化することを実証実験によって確認し、その臨界条件が数値計算で予測できることを示した。また、飛行物体の前方形状が角を持つと、離脱衝撃波の不安定化に有利であり、そこで発生する音波が不安定性の誘起に重要な役割を担っていることを明らかにした。

  22. パルスジェットメスによる深部頭蓋底腫瘍摘出法の開発

    川口 奉洋, 中川 敦寛, 鷲尾 利克, 荒船 龍彦, 小川 欣一, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2014年4月1日 ～ 2017年3月31日

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    深部脳腫瘍に対してより安全かつ確実に摘出が可能となる、パルスジェットを用いた新たな医療機器開発を行った。本研究期間内では、より低侵襲に深部まで到達することも検討課題とし、脳室内に存在する深部腫瘍に対象を絞り開発を進めた。深部までデリバリーできる細くて長いデバイス形状の新規開発と、脳脊髄液で満たされている脳室内において液体の中でパルスジェットを射出する新たな条件の最適化とを行った。結果、正常な血管（太い静脈から細動脈まで）の温存と、有効な組織切開が液体内の環境においても達成可能であることを示し非臨床概念実証を確立した。

  23. パルスジェットメスによる脊髄神経機能温存下脊髄腫瘍摘出法の開発

    遠藤 俊毅, 岩崎 真樹, 中川 敦寛, 鷲尾 利克, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2014年4月1日 ～ 2017年3月31日

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    脊髄腫瘍摘出手術に際し、腫瘍摘出と脊髄機能温存を同時に達成できるための手術機器；パルスジェットメスの開発を行った。本研究においてブタ脊髄の切開を実際に行い、パルスジェットメスの適正化をおこなうことができた。その結果、安全性の確認と機器の効果を確認することができ、今後の臨床応用につながる知見を得ることができた。

  24. 異種音響インピーダンスの模擬物質による生体中衝撃波伝播現象の解明 競争的資金

    大谷 清伸, 中川 敦寛, 阿部 淳, 小川 俊広

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2014年4月1日 ～ 2017年3月31日

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    本研究では、生体中の衝撃波作用による影響（損傷）に関わる衝撃波医療応用研究、衝撃波殺菌技術等のバイオエンジニアリング分野応用研究へ展開するための研究基盤を確立することを目的として、音響インピーダンスに着目し、その値が種々異なる生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象解明を行った。 音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関して、種々音響インピーダンス材料界面および界面形状での衝撃波干渉現象に関して、高精度の光学可視化計測および圧力計測による実験を行った。また生体模擬物質を用いた衝撃波伝播挙動に関して数値解析を行い、媒体界面での衝撃波伝播挙動のメカニズムの解明への実証になる結果が得られた。

  25. CO2レーザ照射による超臨界水雰囲気高温岩体の掘削システム開発 競争的資金

    小林 俊雄

    2015年 ～ 2017年3月

  26. 空隙媒体による水中爆発環境の緩和効果の解明

    北川 一敬, 大谷 清伸, 阿部 淳, 長廣 大樹, 野村 達也

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Aichi Institute of Technology

    2013年4月1日 ～ 2016年3月31日

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    自然災害，爆発事故によって生じる衝撃波の被害は甚大であり，被害予測，対策，減災と損傷規模縮小は重要な安全管理項目である．本研究は，水中爆発で発生した衝撃波，水流ジェット，爆発生成ガス運動を可変空隙媒体によって抑制し，過剰圧，衝撃力の減衰と物体損傷規模の縮小にかかる軽減効果の解明である．本研究期間で得られた結果は，空隙フォームを設置した場合，水流ジェットと二次衝撃波の過剰圧の最大値が99%まで減衰される．空隙フォームではポリウレタンフォームの弾性変形の影響によって，剛体壁と逆向き(下向き)の水流ジェットが発生する．

  27. プラズマナノバブルへの抗体修飾による選択的アポトーシス誘導法の開発

    佐藤 岳彦, 宮原 高志, 大谷 清伸, 吉野 大輔

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    水中に絶縁被覆された針状の白金ワイヤ電極とリング状の白金ワイヤ電極を超純水中に設置し，針電極に高電圧を印加することで，水中に微細気泡を大量生成する装置の開発に成功した．これらの気泡は最大頻度が100～200 nmの粒径を有する粒径分布となることを明らかにした．一方，電極材などの固形不純物と微細気泡の判別を行うため最大100 気圧に加圧・観測する装置の開発，衝撃波を利用した気泡変形観察装置を開発し，固気判別が不可能であった超微細気泡の検証法を開発した．これらの成果により，ナノバブルの抗体修飾に向けた重要な基盤要素技術を提案した．

  28. 生体界面プラズマ流の極限時空間制御による標的遺伝子群発現誘導機構

    佐藤 岳彦, 城倉 浩平, 小原 拓, 金澤 誠司, 宮原 高志, 小宮 敦樹, 大谷 清伸, 吉野 大輔

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2012年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    本研究では，高速高圧電源の開発，高時空間分解能を有する可視化システムの構築，高精度プラズマ特性同期計測システムの構築により，自己保存プラズマ流の生成制御および観察法の開発・製作に成功した．自己保存プラズマ流は，電圧印加後数百ナノ秒後に電極先端に微細な気泡群を構成し，突起状気泡の先端から秒速2 km程度でパルス状の放電電流と同期して断続的に進展を開始することを明らかにした． 遺伝子群発現誘導については，弱いプラズマ刺激に対し，プラズマ刺激の主要因となる過酸化水素と異なる代謝，免疫，再生などの機能を有する遺伝子群が発現することを網羅的遺伝子解析により明らかにした．

  29. パルスジェットメスによる末梢神経機能温存下拡大経蝶形骨洞腫瘍摘出法の開発

    小川 欣一, 冨永 悌二, 中川 敦寛, 鷲尾 利克, 荒船 龍彦, 大谷 清伸

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2012年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    平成24年度に実施したホルミウムヤグ（Ho:YAG）レーザーのパルス発振で誘発した液体ジェットの組織選択性向上のため各パラメータの 最適化を行った。平成25年度にはデバイス試作を行うとともに、ブタモデルを用いた動物実験の評価系を構築した。平成26年度は動物実験で病理学的、電気生理学的検討を行い、削開能力、末梢神経温存能と、手術操作性・安全性の確 保等の諸因子の両立が可能な条件を明らかにした。当初計画していたよりも大幅に進捗したことから、倫理委員会の承認を得て臨床において申請に必要なデータの獲得を行った。

  30. 地熱井レーザ掘削方式の基盤研究 競争的資金

    小林 俊雄

    2013年 ～ 2014年3月

  31. CO2レーザ照射による水中環境下でのレーザ誘起現象を利用した岩石加工技術の土木・原子力設備解体への適用性研究 競争的資金

    小林 俊雄

    2011年 ～ 2013年3月

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社会貢献活動 1

  1. NHKスペシャル 知られざる衝撃波～長崎原爆・マッハステムの脅威～

    2014年8月18日 ～

メディア報道 1

  1. 子供の科学

    誠文堂新光社　子供の科学　なぜなぜどうして？ 音と同じ速さで平行に進んだら、音はどう聞こえるの？（pp.58）

    2017年8月10日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌