研究者詳細

顔写真

シヨウジ　エイタ
庄司　衛太
Eita Shoji
所属
大学院工学研究科　機械機能創成専攻　エネルギー学講座（熱制御工学分野）
職名
准教授
学位

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（工学）（東北大学）

委員歴 18

  • The 7th International Symposium on Innovative Materials and Processes in Energy Systems　Organizing Committee

    2024年 ～ 継続中

  • 日本機械学会　熱工学コンファレンス2025 実行委員

    2024年 ～ 継続中

  • 日本機械学会　運営委員会委員

    2024年 ～ 継続中

  • 日本機械学会　代議員

    2024年 ～ 継続中

  • 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 熱物質流体工学分科会　幹事

    2020年 ～ 継続中

  • 日本機械学会　東北支部第60期総会・講演会 実行委員

    2024年 ～ 2025年

  • 日本伝熱学会　協議員

    2023年 ～ 2025年

  • 日本伝熱学会東北支部　協議員

    2023年 ～ 2025年

  • 日本伝熱学会東北支部　幹事

    2023年 ～ 2025年

  • 日本伝熱学会　広報委員

    2022年 ～ 2024年

  • 化学工学会　化学工学誌トピックス委員

    2021年 ～ 2022年

  • Asian Thermophysical Properties Conference 2022 Local Committee

    2020年 ～ 2022年

  • 化学工学会東北支部　運営委員

    2017年 ～ 2020年

  • 日本熱物性学会　評議員

    2017年 ～ 2018年

  • The 9th International Conference on Flow Dynamics, the Eighth International Students/Young Birds Seminar on Multi-Scale Flow　Co-organizer

    2012年 ～ 2012年

  • 日本流体力学会　日本流体力学会年会2024 実行委員

    2024年 ～

  • 日本伝熱学会　第58回日本伝熱シンポジウム 実行委員

    2021年 ～

  • 日本マイクログラビティ応用学会　JASMAC-31実行委員

    2019年 ～

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所属学協会 4

  • 日本熱物性学会

  • 化学工学会

  • 日本伝熱学会

  • 日本機械学会

研究キーワード 2

  • 化学工学

  • 熱工学

研究分野 2

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 移動現象、単位操作 /

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 熱工学 /

受賞 19

  1. 日本伝熱学会登鯉賞

    2025年5月　日本伝熱学会

  2. インテリジェント・コスモス奨励賞

    2025年5月　インテリジェント・コスモス学術振興財団

  3. コニカミノルタ画像科学奨励賞

    2024年3月　コニカミノルタ科学技術振興財団

  4. 第62回原田研究奨励賞

    2022年7月　本多記念会

  5. 化学工学会研究奨励賞（實吉雅郎記念賞）

    2022年3月　化学工学会

  6. 化学工学会粒子・流体プロセス部会シンポジウム賞（奨励賞）

    2022年3月　化学工学会粒子・流体プロセス部会

  7. 第27回青葉工学研究奨励賞

    2021年12月　青葉工学振興会

  8. 熱工学部会賞

    2021年9月　化学工学会熱工学部会

  9. 日本機械学会奨励賞（研究）

    2021年4月　日本機械学会

  10. 日本伝熱学会学術賞

    2020年5月　日本伝熱学会

  11. 熱工学部会賞

    2019年11月　化学工学会熱工学部会

  12. 日本伝熱学会奨励賞

    2018年5月　日本伝熱学会

  13. JCEJ Outstanding Paper Award of 2018

    2018年　Effect of surface modifier of nanoparticles on dewetting behaviors of polymer nanocomposite thin films

  14. 熱工学部会賞

    2016年9月　化学工学会熱工学部会

  15. 工学研究科長賞

    2015年3月　東北大学大学院工学研究科

  16. 優秀プレゼンテーション賞

    2014年5月　日本伝熱学会

  17. Best Award

    2013年11月　Tenth International Conference on Flow Dynamics, Ninth International Students/Young Birds Seminar on Multi-scale Flow Dynamics

  18. Outstanding Award

    2012年9月　Ninth International Conference on Flow Dynamics, Eighth International Students/Young Birds Seminar on Multi-scale Flow Dynamics

  19. 学生優秀プレゼンテーション賞

    2010年5月　日本伝熱学会

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論文 55

  1. Transitions in intra-droplet flow and wetting governing nanoparticle deposition patterns in inkjet-printed nanofluids 査読有り

    Eita Shoji, Taiga Saito, Tetsushi Biwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Takaaki Tomai, Tadafumi Adschiri

    Journal of Colloid and Interface Science　699　138246　2025年12月

    DOI： 10.1016/j.jcis.2025.138246 　

  2. Liquid piston Stirling engine loaded with self-rectifying turbine: Equivalent load analysis with orifice plate 査読有り

    Jidai Tomihira, Hiroki Kusudo, Eita Shoji, Tetsushi Biwa, Prastowo Murti, Shinya Okuhara, Manabu Takao

    Applied Thermal Engineering　278　126937　2025年11月

    DOI： 10.1016/j.applthermaleng.2025.126937 　

  3. 実験的音響特性評価による排気ダクト延長型ガス給湯器の熱音響不安定性診断 査読有り

    高畠 耀介, 笠井 湧斗, 庄司 衛太, 琵琶 哲志

    日本燃焼学会誌　2025年6月

    DOI： 10.20619/jcombsj.2405 　

  4. ナノフルイド液滴のメゾスケール動的濡れの光学計測 招待有り

    庄司衛太

    混相流　39　(1)　26-39　2025年3月15日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.3811/jjmf.2025.t004 　

    ISSN：0914-2843

    eISSN：1881-5790

  5. Linear stability analysis of a combustor model with a delayed feedback tube 査読有り

    Yosuke Takabatake, Yuto Kasai, Eita Shoji, Tetsushi Biwa

    Applied Energy　376　124249-124249　2024年12月15日

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.apenergy.2024.124249 　

    ISSN：0306-2619

  6. Superspreading Wetting of Nanofluid Droplet Laden with Highly Dispersed Nanoparticles 査読有り

    Eita Shoji, Akira Hoshino, Tetsushi Biwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Takaaki Tomai, Tadafumi Adschiri

    Langmuir　40　26509-26516　2024年12月2日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.4c03347 　

    ISSN：0743-7463

    eISSN：1520-5827

  7. Experimental study on liquid piston Stirling engine combined with self-rectifying turbine 査読有り

    Jidai Tomihira, Eita Shoji, Tetsushi Biwa, Prastowo Murti, Shinya Okuhara, Manabu Takao

    The Journal of the Acoustical Society of America　156　(2)　792-799　2024年8月1日

    出版者・発行元： Acoustical Society of America (ASA)

    DOI： 10.1121/10.0028132 　

    ISSN：0001-4966

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    A liquid piston Stirling engine is an external combustion engine that uses air and water under atmospheric pressure as its working fluids. Resulting from its uncomplicated design and the capacity to operate under relatively low temperature differentials of less than 100 °C, it has attracted considerable attention in recent years. This paper presents the fundamental characteristics of the liquid piston engine combined with a self-rectifying turbine for the advancement of thermal generators. When the turbine is installed in the water region rather than in the air region, it exhibits unidirectional rotation with a rotational speed directly proportional to the velocity amplitude of the reciprocating axial flow. Additionally, the acoustic impedance within the duct section containing the turbine is determined, demonstrating that the real part of impedance rises with increasing axial velocity, indicating a loss mechanism similar to the minor loss. Furthermore, the installation of the turbine results in a breakdown of symmetry in the engine oscillation mode. To maintain symmetry and improve system design, future developments must consider the installation of a turbine in each unit. These findings can pave the way to the design of liquid piston Stirling engines and their applications in thermal energy conversion.

  8. Time-resolved measurement of acoustic density fluctuations using a phase-shifting Mach-Zehnder interferometer 査読有り

    Eita Shoji, Anis Maddi, Guillaume Penelet, Tetsushi Biwa

    The Journal of the Acoustical Society of America　2024年4月1日

    DOI： 10.1121/10.0025537 　

  9. Molecular dynamics simulations for interfacial structure and affinity between carboxylic acid-modified Al2O3 and polymer melts 査読有り

    Takamasa Saito, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Eita Shoji, Gota Kikugawa, Donatas Surblys, Momoji Kubo

    The Journal of Chemical Physics　159　(16)　2023年10月27日

    出版者・発行元： AIP Publishing

    DOI： 10.1063/5.0169721 　

    ISSN：0021-9606

    eISSN：1089-7690

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    Controlling the dispersion state of nanoparticles in a polymer matrix is necessary to produce polymer nanocomposites. The surface modification of nanoparticles is used to enable their dispersion in polymers. Moreover, molecular dynamics (MD) simulations are useful for revealing the interfacial properties between nanoparticles and polymers to aid in the design of materials. In this study, the effect of surface coverage, modifier length, and polymer species on the interfacial structure and affinity between surface-modified Al2O3 and polymer melts were investigated using all-atom MD simulations. Hexanoic, decanoic, and tetradecanoic acids were used as surface modifiers, and polypropylene (PP), polystyrene (PS), and poly (methyl methacrylate) (PMMA) were used as polymers. The work of adhesion Wadh and the work of immersion Wimm were selected as quantitative measures of affinity. Wadh was calculated using the phantom-wall approach, and Wimm was calculated by simply subtracting the surface tension of polymers γL from Wadh. The results showed that Wadh and Wimm were improved by surface modification with low coverage, owing to a good penetration of the polymer. The effect of modifier length on Wadh and Wimm was small. Whereas Wadh increased in the following order: PP < PS < PMMA, Wimm increased as follows: PMMA < PS < PP. Finally, the trend of Wadh and Wimm was organized using the Flory–Huggins interaction parameter χ between the modifier and the polymer. This study demonstrates that the interfacial affinity can be improved by tuning the surface coverage and modifier species depending on the polymer matrix.

  10. Comparison of Phase Separation Structures between Undercooled Cu–Fe and Cu–Co Alloys Solidified Under a Static Magnetic Field 査読有り

    Taiki Okuyama, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Eita Shoji, Hiroyuki Fukuyama

    Journal of Chemical Engineering of Japan　56　(1)　2023年5月17日

    出版者・発行元： Informa UK Limited

    DOI： 10.1080/00219592.2023.2211117 　

    ISSN：0021-9592

    eISSN：1881-1299

  11. Analysis of multi-cylinder type liquid piston Stirling cooler 査読有り

    Prastowo Murti, Eita Shoji, Tetsushi Biwa

    Applied Thermal Engineering　219　119403-119403　2023年1月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.applthermaleng.2022.119403 　

    ISSN：1359-4311

  12. Rotational Dynamics of a Looped-Tube Thermoacoustic Engine with a Flywheel 査読有り

    T. Watanabe, E. Shoji, T. Biwa, G. Penelet

    Physical Review Applied　18　044079　2022年10月31日

    DOI： 10.1103/PhysRevApplied.18.044079 　

  13. Effect of surface modifier and solvent on the affinity between the surface-modified solid and organic solvent: A molecular dynamics study 査読有り

    Takamasa Saito, Ryo Takebayashi, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Eita Shoji, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

    AIP Advances　12　(10)　105206-105206　2022年10月1日

    DOI： 10.1063/5.0119681 　

    eISSN：2158-3226

  14. Thermoacoustic modeling of Fluidyne engine with a gas-coupled water pumping line 査読有り

    T. Biwa, M. Prastowo, E. Shoji

    The Journal of the Acoustical Society of America　152　(4)　2212-2219　2022年10月

    出版者・発行元： Acoustical Society of America (ASA)

    DOI： 10.1121/10.0014698 　

    ISSN：0001-4966

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    A Fluidyne engine is a Stirling engine with liquid pistons that automatically start to oscillate when the engine's regenerator is differentially heated to a certain level. This study investigates the thermally induced oscillations of the working gas and liquid in the Fluidyne engine using the results of the thermoacoustic theory. Further, the water pump performance of the Fluidyne engine is evaluated when it is coupled to the pumping line. The theoretical formulation and calculation results were verified by experimental tests on the onset temperature ratio and pump performance.

  15. Analysis of the linear oscillation dynamics of Fluidyne engines 査読有り

    M. Ito, P. Murti, S. Tsuboi, E. Shoji, T. Biwa

    The Journal of the Acoustical Society of America　151　(2)　1133-1141　2022年2月

    出版者・発行元： Acoustical Society of America (ASA)

    DOI： 10.1121/10.0009571 　

    ISSN：0001-4966

  16. Design guideline for multi-cylinder-type liquid-piston Stirling engine 査読有り

    Prastowo Murti, Akira Takizawa, Eita Shoji, Tetsushi Biwa

    Applied Thermal Engineering　200　117635-117635　2022年1月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.applthermaleng.2021.117635 　

    ISSN：1359-4311

  17. Control of the temperature responsiveness of poly(N-isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) copolymer using ultrasonic irradiation 査読有り

    Masaki Kubo, Masato Higuchi, Tomoyuki Koshimura, Eita Shoji, Takao Tsukada

    Ultrasonics Sonochemistry　79　105752-105752　2021年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ultsonch.2021.105752 　

    ISSN：1350-4177

    eISSN：1873-2828

  18. Measurement of dynamic wetting using phase-shifting imaging ellipsometer: comparison of pure solvent and nanoparticle suspension on film thickness profile, apparent contact angle, and precursor film length 査読有り

    Eita Shoji, Takahiro Kaneko, Tatsuya Yonemura, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Atsuki Komiya

    Experiments in Fluids　62　(10)　2021年10月

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

    DOI： 10.1007/s00348-021-03296-3 　

    ISSN：0723-4864

    eISSN：1432-1114

  19. Erratum: "Evaluation of the work of adhesion at the interface between a surface-modified metal oxide and an organic solvent using molecular dynamics simulations" [J. Chem. Phys. 154, 114703 (2021)]. 国際誌

    Takamasa Saito, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

    The Journal of chemical physics　155　(6)　069901-069901　2021年8月14日

    DOI： 10.1063/5.0062003 　

  20. Numerical investigation of growth interface shape and compositional distributions in SiGe crystals grown by the TLZ method in the International Space Station 査読有り

    Satoshi Baba, Yoshiaki Nakamura, Masahiro Mikami, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Kyoichi Kinoshita, Yasutomo Arai, Yuko Inatomi

    Journal of Crystal Growth　566-567　126157　2021年7月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2021.126157 　

    ISSN：0022-0248

  21. Evaluation of the work of adhesion at the interface between surface-modified metal oxide and organic solvent by molecular dynamics simulation 査読有り

    Takamasa Saito, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

    The Journal of Chemical Physics　154　(11)　114703-114703　2021年3月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1063/5.0040900 　

    ISSN：0021-9606

    eISSN：1089-7690

  22. Numerical simulation of laminar-turbulent transition in magnetohydrodynamic convection in an electromagnetically levitated molten droplet of Cu-Co alloys under a static magnetic field 査読有り

    Eita Shoji, Koki Tanada, Ryuji Takahashi, Shosei Isogai, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Atsuki Komiya, Hiroyuki Fukuyama

    Metallurgical and Materials Transactions B　52　(2)　896-902　2021年2月

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

    DOI： 10.1007/s11663-021-02063-3 　

    ISSN：1073-5615

    eISSN：1543-1916

  23. Compositional Dependence of Thermal Conductivity of Molten Cu-Fe Alloy at Low Fe Contents 査読有り

    Eita Shoji, Naoto Ito, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama

    Metallurgical and Materials Transactions B　51　(6)　2504-2509　2020年12月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1007/s11663-020-01965-y 　

    ISSN：1073-5615

    eISSN：1543-1916

  24. In-situ visualization of heavy oil behavior in supercritical water using neutron radiography 査読有り

    Eita Shoji, Takahiro Kikuchi, Koshiro Yamagiwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Katsumi Sugimoto, Daisuke Ito, Yasushi Saito

    Chemical Engineering Science　225　115816-115816　2020年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ces.2020.115816 　

    ISSN：0009-2509

  25. Spatial structures formation of surface-modified nanoparticles in polymer nanocomposite thin films 査読有り

    Naoto Kobayashi, Shogo Yagawa, Yusaku Nakamura, Masaki Kubo, Eita Shoji, Takao Tsukada, Tadafumi Adschiri

    Chemical Engineering and Processing - Process Intensification　155　108054-108054　2020年9月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1016/j.cep.2020.108054 　

    ISSN：0255-2701

  26. Prediction of surface tension of heavy oil based on principle of corresponding states combined with detailed composition and molecular structure analysis 査読有り

    Yuichi Mukawa, Koshiro Yamagiwa, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Shogo Teratani, Keita Katano

    Journal of the Japan Institute of Energy　99　(7)　75-81　2020年7月

    DOI： 10.3775/jie.99.75 　

    ISSN：0916-8753

  27. Corrigendum to ‘Neutron computed tomography of phase separation structures in solidified Cu-Co alloys and investigation of relationship between the structures and melt convection during solidification’ (Scripta Materialia (2020) 175 (29–32), (S1359646219305263), (10.1016/j.scriptamat.2019.08.041))

    Shoji, E., Isogai, S., Suzuki, R., Kubo, M., Tsukada, T., Kai, T., Shinohara, T., Matsumoto, Y., Fukuyama, H.

    Scripta Materialia　178　244-244　2020年

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2019.11.038 　

    ISSN：1359-6462

  28. Neutron computed tomography of phase separation structures in solidified Cu[sbnd]Co alloys and investigation of relationship between the structures and melt convection during solidification 査読有り

    Shoji, E., Isogai, S., Suzuki, R., Kubo, M., Tsukada, T., Kai, T., Shinohara, T., Matsumoto, Y., Fukuyama, H.

    Scripta Materialia　175　29-32　2020年1月

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2019.08.041 　

    ISSN：1359-6462

  29. Compositional Dependence of Normal Spectral Emissivity of Molten Cu-Fe Alloy 査読有り

    Shoji, E., Takahashi, R., Isogai, S., Ito, N., Kubo, M., Tsukada, T., Fukuyama, H.

    Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science　50　2454-2458　2019年10月

    DOI： 10.1007/s11663-019-01638-5 　

  30. ISS での複合液滴振動法による溶融スラグ／溶融鉄界面張力測定条件の 数値的評価 査読有り

    庄司衛太, 高橋龍司, 伊藤那央人, 久保正樹, 塚田隆夫, 渡邉匡人

    International Journal of Microgravity Science and Application　36　(2)　360200　2019年4月30日

  31. Experimental evaluation of thermal radiation effects on natural convection with a Rayleigh number of 10^8–10^9 by using an interferometer 査読有り

    Takuma Kogawa, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    International Journal of Heat and Mass Transfer　132　1239-1249　2019年4月

    DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.162 　

    ISSN：0017-9310

  32. Flow visualization of heavy oil in a packed bed using real-time neutron radiography 査読有り

    Eita Shoji, Koshiro Yamagiwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Katsumi Sugimoto, Daisuke Ito, Yasushi Saito, Shogo Teratani

    Chemical Engineering Science　196　425-432　2019年3月16日

    DOI： 10.1016/j.ces.2018.11.021 　

    ISSN：0009-2509

  33. Effects of vertical, horizontal and rotational magnetic fields on convection in an electromagnetically levitated droplet 査読有り

    Feng, L., Shi, W.-Y., Shoji, E., Kubo, M., Tsukada, T.

    International Journal of Heat and Mass Transfer　130　787-796　2019年3月

    DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.10.101 　

  34. Numerical Simulation of Structure Formation of Surface-Modified Nanoparticles during Solvent Evaporation 査読有り

    Usune Shin, Taro Takahashi, Masaki Kubo, Eita Shoji, Takao Tsukada, Osamu Koike, Rei Tatsumi, Masahiro Fujita, Tadafumi Adschiri

    Journal of Chemical Engineering Japan　52　(8)　680-693　2019年

    DOI： 10.1252/jcej.19we012 　

    ISSN：0021-9592

  35. Three-step phase-shifting imaging ellipsometry to measure nanofilm thickness profiles 査読有り

    Shoji, E., Komiya, A., Okajima, J., Kubo, M., Tsukada, T.

    Optics and Lasers in Engineering　112　145-150　2019年1月

    DOI： 10.1016/j.optlaseng.2018.09.005 　

  36. Visualization of heat and mass transfer near the formation and dissociation interface of CO2 hydrate with high-speed phase-shifting interferometer 査読有り

    Yuki Kanda, Eita Shoji, Lin Chen, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    International Heat Transfer Conference　2018-August　8767-8774　2018年

    ISSN：2377-424X

  37. Effect of surface modifier of nanoparticles on dewetting behaviors of polymer nanocomposite thin films 査読有り

    Takumi Kato, Yang Liu, Yuuta Murai, Masaki Kubo, Eita Shoji, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri

    Journal of Chemical Engineering of Japan　51　(3)　282-288　2018年

    出版者・発行元： Society of Chemical Engineers, Japan

    DOI： 10.1252/jcej.17we241 　

    ISSN：0021-9592

  38. Measurement of temperature difference and transient flow of natural convection influenced by thermal radiation 査読有り

    Takuma Kogawa, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    Proceedings of the 11th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing　PSFVIP11-083　2017年12月

  39. Thermal Conductivity Measurement of Molten Cu-Co Alloy Using an Electromagnetic Levitator Superimposed with a Static Magnetic Field 査読有り

    Yuki Nakamura, Ryuji Takahashi, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Masahito Uchikoshi, Hiroyuki Fukuyama

    Metallurgical and Materials Transactions B　48　(6)　3213-3218　2017年12月

    DOI： 10.1007/s11663-017-1103-9 　

    ISSN：1073-5615

    eISSN：1543-1916

  40. Measurement of transient heat transfer in vicinity of gas–liquid interface using high-speed phase-shifting interferometer 査読有り

    Yuki Kanda, Eita Shoji, Lin Chen, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    International Communications in Heat and Mass Transfer　89　57-63　2017年12月

    DOI： 10.1016/j.icheatmasstransfer.2017.09.020 　

    ISSN：0735-1933

  41. Experimental study of methane hydrate dissociation and gas production behaviors under depressurization 査読有り

    Hikaru Yamada, Lin Chen, Guillaume Lacaille, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atuki Komiya, Shigenao Maruyama

    International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research　6　(2)　140-146　2017年

    出版者・発行元： International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research

    DOI： 10.18178/ijmerr.6.2.140-146 　

    ISSN：2278-0149

  42. Numerical analysis of core-scale methane hydrate dissociation dynamics and multiphase flow in porous media 査読有り

    Lin Chen, Hikaru Yamada, Yuki Kanda, Guillaume Lacaille, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    Chemical Engineering Science　153　221-235　2016年10月

    DOI： 10.1016/j.ces.2016.07.035 　

    ISSN：0009-2509

    eISSN：1873-4405

  43. Estimation and measurement of permeability inside methane hydrate mimicking porous media 査読有り

    Guillaume Lacaille, Hikaru Yamada, Eita Shoji, Lin Chen, Hiroki Gonome, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    Journal of Fluid Science and Technology　11　JFST0031-JFST0031　2016年2月

    DOI： 10.1299/jfst.2016jfst0031 　

  44. Experimental Evaluation of Heat and Mass Transfer in a Mimicked Methane Hydrate Reservoir 査読有り

    Guillaume Lacaille, Hikaru Yamada, Hiroki Gonome, Eita Shoji, Lin Chen, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

    Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference　1-5　2016年

  45. Visualization Of Transient Mass Transfer During Methane Hydrate Dissociation Using High-Speed Phase-Shifting Interferometer 査読有り

    Yuki Kanda, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Lin Chen, Hikaru Yamada, Shigenao Maruyama

    Proceedings of The 27th International Symposium on Transport Phenomena　ISTP27-127　2016年

  46. High-speed phase-shifting interferometry using triangular prism for time-resolved temperature measurement 査読有り

    Eita Shoji, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Hiroshi Kawamura, Shigenao Maruyama

    Applied Optics　54　(20)　6297-6304　2015年7月

    DOI： 10.1364/AO.54.006297 　

    ISSN：1559-128X

    eISSN：2155-3165

  47. Quantitative visualization of boundary layers by developing quasi-common-path phase-shifting interferometer 査読有り

    Eita Shoji, Ryota Nakaoku, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    Experimental Thermal and Fluid Science　60　231-240　2015年1月

    DOI： 10.1016/j.expthermflusci.2014.08.016 　

    ISSN：0894-1777

    eISSN：1879-2286

  48. Quantitative and High-speed Measurement of Temperature Field by Phase-shifting Interferometer 査読有り

    Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shuichi Moriya, Kawamura Hiroshi, Shigenao Maruyama

    Proceedings of the 16th International Symposium on Flow Visualization　ISFV16-1254　2014年

  49. Quantitative visualization of boundary layers using quasi-common path phase-shifting interferometer 査読有り

    Eita Shoji, Ryota Nakaoku, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    Proceedings of 8th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics　166　2013年

  50. Measurement of Boundary Layers Using Phase-Shifting Quasi Common Path Interferometer 招待有り 査読有り

    Shigenao Maruyama, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya

    Proceedings of the 9th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing　37-43　2013年

  51. Development of quasi common path phase-shifting interferometer for measurement of natural convection fields 査読有り

    Eita Shoji, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    International Journal of Heat and Mass Transfer　55　(25-26)　7460-7470　2012年12月

    DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.07.039 　

    ISSN：0017-9310

  52. Development of phase-shifting interferometry for measurement of isothermal diffusion coefficients in binary solutions 査読有り

    Juan F. Torres, Atsuki Komiya, Eita Shoji, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    Optics and Lasers in Engineering　50　(9)　1287-1296　2012年9月

    DOI： 10.1016/j.optlaseng.2012.03.006 　

    ISSN：0143-8166

  53. Visualization and Measurement of Laminar Natural Convection in Square Enclosure 査読有り

    Eita Shoji, Shion Kon, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    Proceedings of the third International Forum on Heat Transfer　2012年

  54. Temperature Distribution Mesurement in Natural Convection around Vertical Heated Flat Plate by Using Inverse Abel Transform and Phase-Shifting Interferometer 査読有り

    Eita Shoji, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    Proceedings of 23rd International Symposium on Transport Phenomena　166　2012年

  55. Visualization and Measurement of Natural Convection around Vertical Flat Plate by Common Path Phase-Shifting Interferometer 査読有り

    Eita Shoji, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Shigenao Maruyama

    Proceedings of 22nd International Symposium on Transport Phenomena　62 (USB Memory)　2011年11月

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MISC 14

  1. 化学工学年鑑2023 粒子・流体プロセス 熱物質流体工学 招待有り

    庄司 衛太

    化学工学　87　(10)　2023年10月

  2. 光で測るナノフルイドの動的濡れ －ナノ液膜と粒子パターン形成の相関－ 招待有り

    庄司 衛太

    化学工学会東北支部ニュースレター　121　2023年4月

  3. Neutron CT to investigate relationship between the phase separation structures and melt convection during solidification in Cu-Co alloys

    Eita Shoji, Shosei Isogai, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Tsukada Tsukada, Tetsuya Kai, Takenao Shinohara, Yoshihiro Matsumoto, Hiroyuki Fukuyama

    J-PARC Annual Report 2019 Volume 2: Materials and Life Science Experimental Facility (MLF Annual Report 2019)　57-58　2021年

  4. A study on nano-scale interfacial phenomena of surface-modified nanoparticle suspensions

    Masaki Kubo, Toshiki Otsuka, Eita Shoji, Takao Tsukada, Atsuki Komiya

    Proceedings of the 20th International Symposium on Advanced Fluid Information　2020年10月

  5. Evaluation of the work of adhesion at organic-modified Al2O3/organic solvent interface by molecular dynamics simulation

    Takamasa Saito, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

    Proceedings of 17th International Conference on Flow Dynamics　2020年10月

  6. A study on nano-scale interfacial phenomena of surface-modified nanoparticle suspensions

    Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Atsuki Komiya, Gota Kikugawa

    Proceedings of the 19th International Symposium on Advanced Fluid Information　174-175　2019年11月

  7. 中性子CTによるCu-Co合金の三次元相分離構造の観察および相分離構造-融体内対流の相関

    庄司衛太, 磯谷祥世, 鈴木陸人, 久保正樹, 塚田隆夫, 甲斐哲也, 篠原武尚, 松本吉弘, TREMSIN Anton, 福山博之

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　84th　2019年

  8. 中性子イメージングの高度化

    齊藤泰司, 伊藤大介, 浅野等, 村川英樹, 杉本勝美, 塚田隆夫, 庄司衛太, 久保正樹, 梅川尚嗣, 松本亮介, 網健行, 山形豊, 森田晋也, 松嶋卯月, 沼尾達弥, 原田隆郎, 酒井卓郎, 松林征仁, 兼松学, 水田敬, 玉置昌義, 辻義之, 高見誠一

    KURNS-EKR (Web)　(3)　55‐59 (WEB ONLY)　2019年1月

    ISSN： 2434-1088

  9. 濡れ現象における接触線近傍のナノスケール計測手法 招待有り

    庄司 衛太

    化学工学　83　(3)　434　2019年

  10. A Study on Flow Characteristics of Suspensions of Surface-modified Nanoparticles, Using Numerical Simulations

    Shin Usune, Masaki Kubo, Eita Shoji, Atsuki Komiya, Takao Tsukada

    Proceedings of the 18th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2018)　CRF-85　2018年

  11. A Study on Flow Characteristics of High Concentration Nanofluids Using a Coupled Particle-Fluid Flow Simulation

    Shin Usune, Masaki Kubo, Eita Shoji, Atsuki Komiya, Takao Tsukada

    Proceedings of the 17th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI2017)　CRF-81　2017年11月1日

  12. Visualization of Concentration Boundary Layer in the Vicinity of Methane Hydrate Dissociation

    Y. Kanda, H. Gonome, E. Shoji, J. Okajima, A. Komiya, S. Maruyama

    Abstract book of China-Japan Joint Workshop on Flow Dynamics and Transport Phenomena　17-18　2015年

  13. Effect of Beam Deflection on Measurement of Boundary LayersUsing Phase-shifting Interferometer

    E. Shoji, R. Nakaoku, A. Komiya, J. Okajima, S. Maruyama

    Proceedings of Tenth International Conference on Flow Dynamics　660-661　2013年

  14. Design of Interferometer System with Phase-shifting Koester Prism

    E. Shoji, A. Komiya, J. Okajima, S. Maruyama

    Proceedings of Ninth International Conference on Flow Dynamics　534-535　2012年

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産業財産権 4

  1. 多機能画像取得装置およびそのプリズム

    圓山重直, 庄司衛太, 岡島淳之介, 江目 宏樹, 川村 博

    特許6576084

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 多機能画像取得装置およびケスタープリズム

    圓山重直, 庄司衛太, 岡島淳之介, 川村博, 千布善行

    特許6087705

    産業財産権の種類: 特許権

  3. ナノ粒子の分布測定方法、分布測定装置、多層体の製造方法および製造装置

    庄司衛太

    産業財産権の種類: 特許権

  4. 多層体及びその製造方法

    庄司 衛太, 久保 正樹, 塚田 隆夫, 阿尻 雅文

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 16

  1. 階層構造を有する動的濡れの解釈可能な定式化：メゾスケール計測と回帰分析の基盤構築

    庄司 衛太

    2024年4月1日 ～ 2028年3月31日

  2. ナノ流体の制御に向けた基礎輸送物性の精密評価

    横 哲, 庄司衛太, Han Chunli

    2024年9月 ～ 2027年3月

  3. 動的濡れにおけるソフトマテリアル特有の駆動力特定に向けた溶質の局在構造イメージング手法の開発

    庄司衛太

    2024年4月 ～ 2027年3月

  4. ゆらぎで分ける技術の創出

    庄司衛太

    提供機関：Japan Science and Technology Agency

    制度名：Fusion Oriented REsearch for disruptive Science and Technology

    研究機関：Tohoku Univ.

    2023年4月 ～ 2026年3月

  5. ゆらぎによる流体内成分の分離技術開拓と光計測による現象理解

    庄司 衛太

    2023年6月 ～ 2025年3月

  6. 界面の形と構造のin situ測定によるナノフルイドの超濡れ現象の解明

    庄司衛太

    研究機関：Tohoku Univ.

    2023年4月 ～ 2025年3月

  7. 音を用いた流体内成分の分離技術の開発と分離速度向上に関する研究

    庄司衛太

    提供機関：SUZUKI FOUNDATION

    研究機関：Tohoku Univ.

    2023年4月 ～ 2024年3月

  8. Development of low-temperature high-activity nanocatalyst with periodic aggregation using a non-equilibrium process

    成基明, 庄司衛太

    2021年4月 ～ 2024年3月

  9. ナノ材料塗布プロセスにおけるミクロ動的濡れ特性の高精度計測と推算モデル構築

    庄司 衛太

    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

    2020年4月 ～ 2023年3月

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    本研究はナノマイクロスケールの二次元膜厚分布の動的測定技術である位相シフトエリプソメータを軸に，ナノ材料の動的濡れについてミクロな視点から明らかにすることを目的としている。前年度に改良した位相シフトエリプソメータに加え，反射干渉顕微法の原理を併用し，基板上の各種液滴の接触線近傍ナノ液膜のみならず，液滴の接触半径，接触角，溶媒蒸発後の堆積ナノ粒子層の測定を進めた。本年度得られた成果は以下である。 (1) ナノフルイド液滴の動的濡れ：ナノフルイドの分散媒には各種n-アルカン，ナノ粒子には超臨界水熱合成法で合成したデカン酸修飾セリアナノ粒子（粒径およそ6 nm）を用いた。本年度は滴下方法としてインクジェット装置を導入し，ピコリットルからマイクロリットルに渡る幅広い滴下量の制御を可能とした。これらを利用した実験の結果，分散媒種，ナノ粒子濃度，試料滴下量の条件に応じてマクロの接触線はstick-slip現象のような挙動を示すこと，接触線のピニング時にはナノ液膜領域で粒子堆積が生じること，すなわちナノ液膜内にナノ粒子が存在しうることが示された。 (2) 純溶媒の動的濡れ：含有ナノ粒子および分散媒蒸発の個々の影響を明らかにするために，ナノ粒子を含まない純溶媒，特にナノ材料で用いられるような低粘度液体（今回は各種n-アルカンを対象）を使用した実験を進めた。具体的には，蒸発の影響を除去する飽和環境下でミクロ動的濡れ特性の一つである先行薄膜の形状測定を行った。研究代表者の既往の研究において，ポリジメチルシロキサンは先行薄膜の理論の一つである断熱先行薄膜の挙動しか示さなかった。しかし，今回の試料では断熱先行薄膜に加え，異なる形態である拡散先行薄膜が観察され，さらにはこれら形態の遷移が観察された。また，先行薄膜理論に基づき新たに定義した無次元数を用い，これら形態遷移を整理できる可能性を示した。

  10. 高濃度ナノフルイドのナノ薄膜形成と有機修飾無機ナノ粒子構造との相関

    庄司衛太

    2018年4月 ～ 2021年3月

  11. 位相シフトエリプソメータを用いた導電性インク塗布プロセスにおけるナノ薄膜の形成メカニズムの解明

    庄司衛太

    2020年1月 ～ 2020年12月

  12. プリンテッドエレクトロニクス用ナノインクの濡れ性のミクロスコピック計測

    庄司衛太

    2019年10月 ～ 2020年9月

  13. マルチスケール位相シフト光学システム開発とナノフルイドの動的濡れ計測への展開

    庄司 衛太

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Tohoku University

    2017年4月 ～ 2020年3月

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    金属や金属酸化物のナノ粒子が高濃度に分散した懸濁液である高濃度ナノフルイドは，プリンテッドエレクトロニクス用のナノインクへの応用などが期待される新たな機能性流体である。この高濃度ナノフルイドのナノインクへの応用にはその濡れ挙動，特に微視的な濡れの解明が重要となる。本研究では，これまで高濃度ナノフルイドの微視的な濡れの動的挙動を明らかにするために，マイクロスケールからナノスケールの膜厚分布が計測可能なマルチスケール位相シフト光学システムを開発した。本年度は開発した装置を用いた計測を通し，純溶媒およびナノ粒子を添加した懸濁液の微視的な濡れ評価実験を行い，研究を進めている。 本年度は，開発した光学システムを用いて，微視的濡れ挙動に及ぼすナノ粒子の影響の評価に関する実験を行った。試料には先行薄膜の先行研究で多く用いられてきたポリジメチルシロキサン（PDMS），および表面をPDMSで修飾したシリカナノ粒子をPDMSに添加した懸濁液を用い，両者をシリコンウェハ上に滴下した際の微視的濡れ挙動の違いを観察した。得られた膜厚分布から液滴の拡張速度，微視的な接触角，先行薄膜の拡張領域を評価した結果，液滴の拡張速度や接触角にはナノ粒子添加の影響が観察されたが，先行薄膜の拡張領域にはその影響が表れないことが明らかとなった。この原因には凝集体の形成などが考えられるが，詳細はまだ明らかでないため，高濃度ナノフルイド内のナノ粒子構造の評価を進めていく。

  14. 超臨界水雰囲気下における超重質油流動の中性子ラジオグラフィによる可視化

    庄司衛太

    2018年10月 ～ 2019年9月

  15. ナノフルイドのミクロ動的濡れ計測を目的とした位相シフト光学システム開発

    庄司衛太

    2017年4月 ～ 2018年3月

  16. 音の見える超高感度高速位相シフト干渉計システムによる流体音響現象の解明

    庄司衛太

    2013年4月 ～ 2015年3月

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    本研究では，新たな光学システムを提案することによる，音場の高精度可視化計測を目的としている．これまでには位相分解能の向上と大きな可視化領域の確保を目的とし，従来とは異なる光学構成および位相シフト技術を有する位相シフト干渉計を提案し，自然対流や強制対流などの現象を観察してきた．さらに位相シフト技術の高速現象への適用を目的として，新たな光学素子としてアルバプリズム，アルバプリズムが出力する画像を処理するための画像処理プログラムを開発した． 本年度はこれまでに開発してきた光学システムを統合，かつ問題点を改善することで全く新しい光学システムの構築を目指した．まず構築した光干渉計の拡大光学系をレンズ系によって構成することで光学収差を低減し，また様々な風洞へ適用できるような光学系を構築した．さらに構築した光学系は境界層のような可視化計測を行うために，同様の光学系を利用しながら大視野のみならず微小視野の可視化計測を可能としている．またアルバプリズムについては構造を簡略化し，光学収差の低減や有効視野の拡大，迷光防止といった改善を施した．画像処理プログラムについても，光学系やアルバプリズムで生じてしまった画像歪みを補正する機能などを付加し，より高精度な位相シフトデータの取得を可能とした． 上記の光学系を統合し，直径300 mmの可視化視野を有する大型位相シフト干渉計を構築した．構築した光学系で球周りの自然対流の可視化計測を行うことで，球周りの境界層や球上部のプルームを大視野で可視化し，さらに温度境界層の位相シフトデータを取得することに成功した．これにより音場の計測に必要な大視野での可視化かつ高い分解能を有する計測装置のプロトタイプが完成した．

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