東北大学研究者紹介 - 西村　佳那子

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ニシムラ　カナコ

西村　佳那子

Kanako Nishimura

所属

流体科学研究所　附属統合流動科学国際研究教育センター　反応性流動システム研究分野

職名

学位

博士（工学）（同志社大学）
修士（工学）（同志社大学）

researchmap

https://researchmap.jp/kanakonishimura

J-GLOBAL ID

202201016895929861

経歴 4

2024年10月～継続中

東北大学　流体科学研究所　特任研究員
2023年4月～ 2024年9月

独立行政法人日本学術振興会　特別研究員（DC2）
2022年9月～ 2024年3月

大阪工業大学　工学部機械工学科　非常勤講師
2020年4月～ 2024年3月

同志社大学　理工学部　TA (Teaching Assistant)

学歴 3

同志社大学　大学院理工学研究科　博士課程（後期課程）

2022年4月～ 2024年9月
同志社大学　大学院理工学研究科　博士課程（前期課程）

2020年4月～ 2022年3月
同志社大学　理工学部　機械システム工学科

2016年4月～ 2020年3月

所属学協会 4

日本燃焼学会
日本エネルギー学会
自動車技術会
日本機械学会

研究分野 1

ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 熱工学 /

受賞 2

2022年度日本エネルギー学会奨励賞（微粒化シンポジウム部門）

2023年2月　日本エネルギー学会
三浦賞

2022年3月　日本機械学会

論文 14

Large-eddy simulation of diesel spray atomization with phenomenological primary and secondary breakup models 査読有り

Dai Matsuda, Kanako Nishimura, Kohei Akaishi, Eriko Matsumura, Jiro Senda

International Journal of Engine Research　26　(12)　1932-1950　2025年7月3日
出版者・発行元： SAGE Publications
DOI： 10.1177/14680874251341062 　

ISSN：1468-0874

eISSN：2041-3149

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Diesel engines are internal combustion engines with auto-ignition of fuel spray atomization, and the control of fuel injection/fuel spray has a significant impact on the combustion process. Numerous optical measurements and numerical simulations of fuel sprays have been carried out. In spray simulation, breakup models are commonly used for the spray atomization process from the viewpoint of computational load. Numerical simulation of fuel sprays is heavily influenced by the breakup model. The model constants need to be adjusted based on the experimental conditions, such as nozzles used, injection pressure, ambient density and fuel, as well as computational settings, such as mesh size. Visualizing fuel sprays is crucial for adjusting the constants, but it increases worker efforts and man-hours in the development process for Diesel engine combustion research. The purpose of this study is to develop a simulation method which required no adjustment and small computational load. This study conducted simulations of spray atomization and dispersion using breakup models for Diesel sprays. To simulate the primary breakup process, the ITD (: Internal turbulence decay) model was used, and the MITAB (: Modified improved Taylor analogy breakup) model was used as the secondary breakup model. Results using the other breakup models, spray tip penetration by scattered light and droplet size distribution by SHSRP(: Super high spatial resolution photography) were evaluated. It was shown that the ITD and MITAB models are highly applicable and useful for general applications due to their high prediction accuracy and low dependence on mesh sizes.
Systematic Description of Spray Tip Penetration for Several Kinds of Engine Injectors 査読有り

Kanako Nishimura, Dai Matsuda, Eriko Matsumura, Jiro Senda, Masataka Arai

Atomization and Sprays　35　(7)　27-47　2025年
出版者・発行元： Begell House
DOI： 10.1615/atomizspr.2025058542 　

ISSN：1044-5110

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<p>There are many spray types for applications, such as internal combustion engines, agriculture, and spray coating. In internal combustion engines, the fuel injection system plays an important role in efficient fuel supply. A systematic approach for understanding the spray formation process requires consideration of differences in injection modes and atomization mechanisms. This research aims toclarify the spray structure for several kinds of engine conditions, such as injector specifications andinjection conditions. In this paper, a prediction model of spray tip penetration is proposed for the spray injected from hole nozzles in several kinds of engine injectors. The spray droplets' velocity and internal gas flow velocity of the spray are also estimated. The prediction model of spray tip penetration considers the atomization and spray-droplet momentum exchange. The analysis results were compared with experimental measurements, which were breakup length, spray tip penetration, and the droplet velocity. The prediction method provided a time-series variation; the errors of spray tip penetration at 1.0 ms after the start of injection were 10.8&#37; for port fuel injection (PFI), 3.0&#37; for direct injection spark ignition (DISI), and 1.5&#37; for diesel condition. Using this proposed model, the features of spray development and the structure for each engine condition were discussed. The time exponential value was nearly 1.0 at the PFI, which is different from the DISI and diesel conditions. The time delay, which for the internal gas flow velocity equals the droplet velocity in the spray, was the dominant factor for the spray structure, and there is a difference between diesel, DISI, and PFI sprays.</p>
尿素SCRシステムにおける尿素水加熱による減圧沸騰噴霧の特性解析査読有り

稲崎健太朗, 菊川友太, 西村佳那子, 松村恵理子

自動車技術会論文集　55　(5)　929-934　2024年9月

DOI： 10.11351/jsaeronbun.55.929 　
尿素SCRシステムにおける尿素副生成物形成過程の定量的解析査読有り

稲崎健太朗, 前島辰哉, 西村佳那子, 松村恵理子

自動車技術会論文集　55　(5)　916-922　2024年9月

DOI： 10.11351/jsaeronbun.55.916 　
噴流形態の異なる条件における燃料噴霧の微粒化特性査読有り

下野星, 西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎, 井上欣也, 倉田和郎

自動車技術会論文集　55　(5)　817-822　2024年8月
吸気管噴射用マルチホールノズルの噴霧微粒化過程（第4報）– 噴霧計算における不均一液膜分裂モデルの提案 – 査読有り

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会論文集　54　(1)　8-13　2022年12月

DOI： 10.11351/jsaeronbun.54.8 　
Droplet Breakup Model in Spray Combustion SimulationBased on Measurements of Droplet Disintegration Mechanisms 査読有り

Tomohiro Yamashita, Dai Matsuda, Ippei Kimura, Kanako Nishimura, Eriko Matsumura, Jiro Senda

International Journal of Automotive Engineering　13　(4)　155-162　2022年
出版者・発行元： Society of Automotive Engineers of Japan, Inc.
DOI： 10.20485/jsaeijae.13.4_155 　

ISSN：2185-0984

eISSN：2185-0992
吸気管噴射用マルチホールノズルを用いた減圧沸騰噴霧の噴霧特性解析査読有り

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

微粒化 = Atomization : journal of the ILASS-Japan　31　(103)　29-34　2022年

ISSN：1341-6022
直噴ガソリン噴霧の壁面衝突による低温液膜形成過程の解析査読有り

松田大, 西村佳那子, 前川楓馬, 安達晃, 松村恵理子, 千田二郎

日本機械学会論文集　88　(910)　21-00379　2022年
出版者・発行元：
DOI： 10.1299/transjsme.21-00379 　

eISSN：2187-9761
レーザー誘起蛍光法と粒子画像速度測定法を用いたディーゼル噴霧へのエントレインメント計測査読有り

西村佳那子, 藤川詳也, 望月拓, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会論文集　53　(1)　87-92　2022年

DOI： 10.11351/jsaeronbun.53.87 　

ISSN：1883-0811
吸気管噴射用マルチホールノズルの噴霧微粒化過程（第3報）-液滴生成過程のモデリング- 査読有り

松田大, 西村佳那子, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会論文集　52　(5)　1047-1052　2021年

DOI： 10.11351/jsaeronbun.52.1047 　

ISSN：2435-9742
ディーゼル噴霧におけるノズル内部の乱れが噴霧の分裂過程に与える影響査読有り

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

同志社大学ハリス理化学研究報告　62　(2)　117-124　2021年

ISSN：2189-5937
吸気管噴射用マルチホールノズルの噴霧微粒化過程(第2報) - 液滴の動的特性の解析 - 査読有り

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会論文集　52　(3)　677-682　2021年

DOI： 10.11351/jsaeronbun.52.677 　

ISSN：1883-0811
吸気管噴射用マルチホールノズルの噴霧微粒化過程(第1報) - 液膜分裂過程の可視化 - 査読有り

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会論文集　52　(3)　671-676　2021年

DOI： 10.11351/jsaeronbun.52.671 　

ISSN：1883-0811

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MISC 5

CFD Analysis of Spray Formation Process with Multi-hole Nozzle for Port Fuel Injection SI Engine

Kanako Nishimura, Dai Matsuda, Eriko Matsumura, Jiro Senda

ILASS Europe Meeting 2023, Napoli, Italy, 4 - 7 Sep 2023　2023年9月
Mixture Formation Process Analysis in Spray and Wall Impingement Spray under Evaporating Conditions for Direct injection S.I. engines 査読有り

Dai Matsuda, Ippei Kimura, Kanako Nishimura, Eriko Matsumura, Jiro Senda

PEL 2023, Kyoto, Japan, 29 Aug - 1 Sep 2023　2023年9月

DOI： 10.4271/2023-32-0015 　
Atomization Model in Port Fuel Injection Spray for Numerical Simulation 査読有り

Kanako Nishimura, Dai Matsuda, Eriko Matsumura, Jiro Senda

PEL 2023, Kyoto, Japan, 29 Aug - 1 Sep 2023　1-9　2023年9月

DOI： 10.4271/2023-32-0091 　
Novel Spray Breakup Model with Multi-hole Nozzle in Port Fuel Injection SI Engine

Kanako Nishimura, Dai Matsuda, Eriko Matsumura, Jiro Senda

WCCM-APCOM 2022, Yokohama (Virtual), Japan, 31 July - 5 Aug 2022　2022年8月
Sheet Breakup and Droplet Dynamics in Gasoline Spray of Multi-Hole Port Fuel Injector 査読有り

Kanako Nishimura, Dai Matsuda, Eriko Matsumura, Jiro Senda

ICLASS 2021, 15th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Edinburgh, UK, 29 Aug. - 2 Sept. 2021　2021年8月

DOI： 10.2218/iclass.2021.5970

講演・口頭発表等 16

圧縮着火機関における噴霧-潤滑油膜壁面干渉過程のモデリング

中田悠希, 中岡翔斗, 西村佳那子, 松村恵理子

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)　2025年
尿素SCRシステムにおける加熱尿素水噴霧の特性解析

稲崎健太朗, 菊川友太, 西村佳那子, 松村恵理子

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web) 2024年　2024年5月23日
レイリー散乱法を用いたヘリウム噴流の濃度分布計測

佐藤翔, 西村佳那子, 松村恵理子, 千田二郎, 平岡賢二, 甲田和之, 上野尊史

微粒化シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2024年
ディーゼル機関における潤滑油膜壁面を想定した噴霧壁面衝突モデルの検討

中田悠希, 西村佳那子, 松村恵理子

微粒化シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2024年
直接噴射式火花点火機関用ノズル内部の流動を考慮した新規モデルによる噴霧形成過程のシミュレーション

赤石亘平, 松田大, 西村佳那子, 松村恵理子, 千田二郎

微粒化シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　2024年
吸気管噴射用マルチホールノズルにおける燃料噴霧分裂モデルのためのノズル内流動モデル

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

第34回内燃機関シンポジウム　2023年12月
異なる噴流形態による噴霧微粒化過程の解析

下野星, 松田大, 西村佳那子, 松村恵理子, 千田二郎, 井上欣也, 倉田和郎

第 32 回微粒化シンポジウム　2023年11月
内燃機関における燃料噴霧の噴霧先端到達距離の体系的な予測

西村佳那子, 松田大, 赤石亘平, 松村恵理子, 千田二郎

第32回微粒化シンポジウム　2023年11月
噴霧燃焼の数値計算における単一液滴分裂メカニズムに基づく新規分裂モデルの開発

山下智丈, 松田大, 木村一平, 西村佳那子, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)　2023年5月
尿素SCRシステムにおける尿素副生成物形成過程の定量的解析

稲崎健太朗, 前島辰哉, 西村佳那子, 松村恵理子

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)　2023年
プレート式熱交換器におけるチャネル流れ可視化による速度計測

谷水里帆, 西村佳那子, 宮奥晃希, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎, 寺井航, 馬場大介, 山田拓郎

可視化情報シンポジウム(CD-ROM)　2023年
吸気管噴射用マルチホールノズルの噴霧微粒化過程(第4報)-数値解析における噴霧液膜分裂モデルの提案-

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)　2022年5月
吸気管噴射用マルチホールノズルを用いた減圧沸騰噴霧の噴霧特性解析

西村佳那子, 松田大, 松村恵理子, 千田二郎

第30回微粒化シンポジウム　2021年12月
吸気管噴射用マルチホールノズルの噴霧微粒化過程(第3報)-液滴生成過程のモデリング-

松田大, 西村佳那子, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)　2021年5月
直噴ガソリンエンジン用マルチホールノズルにおける噴霧の混合気形成過程に与える噴射圧力の影響

松田大, 西村佳那子, 藤嶋玄, 松村恵理子, 千田二郎

自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)　2021年5月
直噴ガソリン噴霧の壁面衝突による低温液膜形成過程の解析

松田大, 西村佳那子, 前川楓馬, 安達晃, 松村恵理子, 千田二郎

第32回内燃機関シンポジウム　2021年12月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

非定常気液二相流場における噴霧微粒化および混合気形成過程のモデル構築と数値解析

西村佳那子

2023年4月25日～ 2025年3月31日