東北大学研究者紹介

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ハヤセ　トシユキ

早瀬　敏幸

Toshiyuki Hayase

所属

高等研究機構学際科学フロンティア研究所

職名

総長特命教授

学位

工学博士（名古屋大学）

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https://researchmap.jp/read0168553

J-GLOBAL ID

200901092147890664

経歴 6

2018年4月～継続中

東北大学　学際科学フロンティア研究所　所長
2000年4月～ 2021年3月

東北大学　流体科学研究所　教授
2008年4月～ 2014年3月

東北大学　流体科学研究所　所長
2006年4月～ 2008年3月

東北大学　流体科学研究所附属流体融合流体融合研究センター　センター長
1990年10月～ 2000年3月

東北大学　流体科学研究所　助教授
1980年3月～ 1990年9月

名古屋大学　工学部　助手

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学歴 2

名古屋大学　工学研究科　機械工学

～ 1980年3月25日
名古屋大学　工学部　機械学科および機械工学第2学科

～ 1978年3月25日

委員歴 14

日本機械学会　フェロー

2007年3月～継続中
Japan Fluid Power System Association　理事

2016年5月～ 2018年4月
日本フルードパワーシステム学会　理事

2016年5月～ 2018年4月
統計数理研究所　外部評価委員

2013年4月～ 2014年3月
日本機械学会バイオエンジニアリング部門　運営委員

2012年4月～ 2014年3月
九州大学応用力学研究所運営協議会　委員

2008年4月～ 2014年3月
一般財団法人機器研究会　理事長

2008年4月～ 2014年3月
Japan Fluid Power System Association　理事

2008年5月～ 2010年4月
日本フルードパワーシステム学会　理事

2008年5月～ 2010年4月
計測自動制御学会東北支部　評議員

2009年1月～ 2009年12月
日本機械学会　評議員

2007年3月～ 2009年2月
計測自動制御学会東北支部　支部長

2006年1月～ 2008年1月
Japan Fluid Power System Association　理事

2003年5月～ 2006年4月
日本フルードパワーシステム学会　理事

2003年5月～ 2006年4月

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所属学協会 3

日本フルードパワーシステム学会
計測自動制御学会
日本機械学会

研究キーワード 4

微小循環
超音波診断
計測融合シミュレーション
生体工学

研究分野 4

ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学 / 流動場の制御
情報通信 / 情報学基礎論 / 流体情報学
ライフサイエンス / 生体材料学 / 生体工学
ライフサイエンス / 生体医工学 / 生体工学

受賞 13

第25回功績賞

2021年6月　日本機械学会バイオエンジニアリング部門
部門賞

2017年10月　日本機械学会流体工学部門
一般財団法人機器研究会流体科学研究賞

2016年10月11日　一般財団法人機器研究会　流体科学における計測と数値解析の融合手法の開発とその応用
平成28 年度科学技術分野の文部科学大臣表彰（科学技術賞研究部門）

2016年4月20日　文部科学省　流体計測と数値流体解析の融合手法とその応用に関する研究
日本機械学会バイオエンジニアリング部門第22回業績賞

2014年1月11日　日本機械学会バイオエンジニアリング部門
日本機械学会流体工学部門フロンティア表彰

2007年11月17日　日本機械学会流体工学部門
日本機械学会論文賞

2007年4月6日　日本機械学会
(財)油空圧機器技術振興財団学術論文賞

1999年4月1日　(財)油空圧機器技術振興財団
一般社団法人画像電子学会最優秀論文賞

2016年6月18日　一般社団法人画像電子学会　2 次元非定常流動場の位相べースビジュアルデータマイニング
2015 JBSE Graphics of the year award

2016年3月31日　Journal of Biomechanical Science and Engineering　Investigation of characteristic hemodynamic parameters indicating thinning and thickening sites of cerebral aneurysms
第４１回流体力学講演会／航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム２００９最優秀賞流体力学部門

2009年9月30日　航空宇宙学会　計測融合シミュレーションの誤差ダイナミクスに対する固有値解析
第２２回数値流体力学シンポジウムベストCFDグラフィックス・アワード最優秀賞

2008年12月18日　流体力学会
第１２回計算工学講演会グラフィックスアワード優秀賞

2007年5月22日　日本計算工学会

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論文 513

Tracking of Blood Vessels Motion from 4D-flow MRI Data

Mocia Agbalessi, Alain Lalande, Olivier Bouchot, Toshiyuki Hayase, Jean Joseph Christophe, Miguel Angel Fernández, Damiano Lombardi

Cardiovascular Engineering and Technology　14　(4)　577-604　2023年8月

DOI： 10.1007/s13239-023-00677-z 　

ISSN：1869-408X

eISSN：1869-4098
Development of Ultrasound Phantom Made of Transparent Material: Feasibility of Optical Particle Image Velocimetry 国際誌査読有り

Muhammad Shiddiq Sayyid Hashuro, Simon Tupin, Narendra Kurnia Putra, Kotaro Daibo, Kosuke Inoue, Takuro Ishii, Hiroyuki Kosukegawa, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

Ultrasound in Medicine and Biology　49　(6)　1385-1394　2023年6月

DOI： 10.1016/j.ultrasmedbio.2022.12.020 　

ISSN：0301-5629

eISSN：1879-291X
Numerical analysis of hemodynamic changes and blood stagnation in the left ventricle by internal structures and torsional motion 査読有り

Suguru Miyauchi, Koichi Hosoi, Shingo Tsuda, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto

AIP Advances　13　(4)　045105　2023年4月1日

DOI： 10.1063/5.0143833 　
Energy transfer in turbulent flows behind two side-by-side square cylinders 国際誌国際共著査読有り

Y. Zhou, K. Nagata, Y. Sakai, T. Watanabe, Y. Ito, T. Hayase

Journal of Fluid Mechanics　903　A4　2020年9月1日

DOI： 10.1017/jfm.2020.611 　
Real-Time Estimation of Molten Steel Flow in Continuous Casting Mold 査読有り

Yoshinari Hashimoto, Akitoshi Matsui, Toshiyuki Hayase, Manabu Kano

Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science　51　(2)　581-588　2020年4月

DOI： 10.1007/s11663-020-01775-2 　

ISSN：1073-5615
Blood pressure estimation based on pulse rate variation in a certain period 査読有り

Toshiyuki Hayase

Scientific Reports　10　(1)　2020年1月29日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-020-58367-y 　

eISSN：2045-2322
Application of spectral proper orthogonal decomposition to velocity and passive scalar fields in a swirling coaxial jet 査読有り

Pravin Ananta Kadu, Yasuhiko Sakai, Yasumasa Ito, Koji Iwano, Masatoshi Sugino, Takahiro Katagiri, Toshiyuki Hayase, Koji Nagata

Physics of Fluids　32　(1)　2020年1月1日

DOI： 10.1063/1.5131627 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Influence on Measurement Signal by Pressure and Viscosity Changes of Fluid and Installation Condition of FBG Sensor Using Blood Flow Simulation Model 査読有り

Shouhei Koyama, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Atsushi Shirai, Shun Chino, Yuki Haseda, Hiroaki Ishizawa

IEEE Sensors Journal　19　(24)　11946-11954　2019年12月15日

DOI： 10.1109/JSEN.2019.2938243 　

ISSN：1530-437X

eISSN：1558-1748
Three-DimensionalNumerical Analysis foran Erythrocyte Behaviornear a Wall in a Fluidunder an InclinedCentrifugal Force: FiniteElement Analysis of anErythrocyte Membrane

Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase, Arash Alizad Banaei, Jean-Christophe Loiseau, Luca Brandt

Proceedings of 16th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)　2019年11月
Fundamental study ofThree-DimensionalUltrasonic-Measurement-Integrated Blood FlowAnalysis System :Verification of 3D-UMISimulation Algorithmwith Flow Phantom Experiment

Hirose Kudo, Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase, Kosuke Inoue

Proceedings of 16th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)　2019年11月
Development of Wearable Device for Blood Pressure Estimation Based onPulse Rate Measurement: Fundamental Study of Estimation Algorithm

Soshi Kuroe, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Daisuke Ito, Shunkei Pak, Osamu Iwamoto

Proceedings of 16th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)　2019年11月
Viscosity estimation of a suspension with rigid spheres in circular microchannels using particle tracking velocimetry 査読有り

Misa Kawaguchi, Tomohiro Fukui, Kenichi Funamoto, Miho Tanaka, Mitsuru Tanaka, Shigeru Murata, Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase

Micromachines　10　(10)　2019年10月1日

DOI： 10.3390/mi10100675 　

eISSN：2072-666X
Numerical analysis of the blood flow in the left ventricle with internal structures: Effect of trabeculae carneae models and atrial fibrillation 査読有り

Suguru Miyauchi, Tomomi Yamada, Koichi Hosoi, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto

AIP ADVANCES　9　(10)　2019年10月

DOI： 10.1063/1.5124730 　

eISSN：2158-3226
Dissipation scaling in the transition region of turbulent mixing layer 査読有り

K. Takamure, Y. Sakai, Y. Ito, K. Iwano, T. Hayase

International Journal of Heat and Fluid Flow　75　77-85　2019年2月

DOI： 10.1016/j.ijheatfluidflow.2018.11.012 　

ISSN：0142-727X
超音波計測融合シミュレーションによるFBGバイタルセンシング機序の解明招待有り

宮内優, 早瀬敏幸

繊維学会誌　75　(12)　P-628-P-632　2019年

DOI： 10.2115/fiber.75.P-628 　

ISSN：0037-9875
Experimental study on the effects of radial dispersion of spherical particles on the suspension rheology 査読有り

Misa Kawaguchi, Tomohiro Fukui, Kenichi Funamoto, Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase

ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, AJKFluids 2019　5　2019年

DOI： 10.1115/AJKFluids2019-5322 　
Fluid Dynamics and Energy/scalar Transport in Coexisting Flows of Turbulence and Non-turbulence 査読有り

Y. Sakai, Y. Ito, K. Iwano, T. Hayase, Z. Yi, S. Nagaya, J. Yu

Proceedings of 18th International Symposium on Advanced Fluid Information　188-189　2018年11月
Numerical and experimental studies on non-Newtonian rheology of a suspension 査読有り

M. Kawaguchi, T. Fukui, K. Funamoto, S. Miyauchi, T. Hayase

Proceedings of 18th International Symposium on Advanced Fluid Information　134-135　2018年11月
Influence of Swirl on Coaxial Jets 査読有り

P. Kadu, Y. Sakai, Y. Ito, K. Iwano, M. Sugino, T. Katagiri, T. Hayase

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　776-777　2018年11月
Fundamental Evaluation of a Pulse Wave Measurement System Mimicking Pulse Diagnosis Using a Wrist Pulsatile Blood Flow Model 査読有り

Tsuboi, T, Shirai, A, Miyauchi, S, Hayase, T

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　714-715　2018年11月
Finite Element Analysis for Flows in a Tumor Capillary Considering a Leakage to Interstitium 査読有り

Takeda, T, Miyauchi, S, Hayase, T

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　632-633　2018年11月
Elucidation of Mechanism of Fiber Bragg Grating Vital Sensing by Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation: Flow Analysis in Ultrasound Flow Phantom 査読有り

Miyauchi, S, Hayase, T, Inoue, K, Ogasawara, T, Tsuboi, T, Shirai, A, Chino, S, Koyama, S, Ishizawa, H

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　602-603　2018年11月
Study of Hemodynamic Parameters to Identify Thickening and Thinning Parts of Cerebral Aneurysm Wall: Evaluation of Confined Relative Residence Time based on Analysis of Transport Equation 査読有り

Aoki, K, Miyauchi, S, Hayase, T, Sugiyama, S, Tominaga, T

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　620-621　2018年11月
Development of new human thermal model based on blood flow rate measurements under different temperature conditions 査読有り

T Goto, D Terayama, H Sakamoto, T Hayase, Y Saijo, R Sugawara, Z Niu

15th Conference of the International Society of Indoor Air Quality and Climate (Indoor Air 2018)　2018年7月
Amplification and attenuation of shock wave strength caused by homogeneous isotropic turbulence 査読有り

Tanaka, K, Watanabe, T, Nagata, K, Sasoh, A, Sakai, Y, Hayase, T

Physics of Fluids　30　(3)　2018年3月1日

DOI： 10.1063/1.5019867 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Momentum transport process in the quasi self-similar region of free shear mixing layer 査読有り

Takamure, K, Ito, Y, Sakai, Y, Iwano, K, Hayase, T

Physics of Fluids　30　(1)　2018年1月1日

DOI： 10.1063/1.5004500 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Numerical analysis of the effect of trabeculae carneae models on blood flow in a left ventricle model constructed from magnetic resonance images 査読有り

Yamada, T, Hayase, T, Miyauchi, S, Funamoto, K

Journal of Biomechanical Science and Engineering　13　(2)　2018年

DOI： 10.1299/jbse.17-00597 　

ISSN：1880-9863
Detection and Correction of Aliasing and Reverse Flow in Two-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood Flow Analysis

Daisuke Harada, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue

Proceedings of the 14th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月
Study of Hemodynamic Parameters to Identify Thickening and Thinning Parts of Cerebral Aneurysm Wall: Proposition of a New Parameter Taking Account of Second Derivative of Near-wall Velocity to Identify the Thickening Part

Kazumasa Aoki, Daichi Suzuki, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Shin-ichiro. Sugiyama, Teiji Tominaga

Proceedings of the 14th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月
Patient-Specific Analysis of Flow Patterns and Stress Areas Associated with Tricuspid and Bicuspid Valve

Clément Acquitter, Masato Ogitsu, Stéphanie Bricq, Jean-Joseph. Christophe, Olivier Bouchot, Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase, Alain Lalande

Proceedings of the 14th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月
Fundamental Study of MR-Measurement-Integrated Simulation of Heart-Aorta System: Inflow Estimation Using 4D Flow MR data

Masato Ogitsu, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue, Alain Lalande, Clément Acquitter, Jean-Joseph Christophe

Proceedings of the 14th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月
Estimation of viscosity profiles of semidilute suspensions by computational and experimental studies

Misa Kawaguchi, Tomohiro Fukui, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the 17th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2017)　78-79　2017年11月1日
Universality of periodic oscillation induced in side branch of a T-junction in numerical simulation 査読有り

Journal of Flow Control, Measurement & Visualization　5　(4)　73-85　2017年10月
Photoplethysmography and ultrasonic-measurement-integrated simulation to clarify the relation between two-dimensional unsteady blood flow field and forward and backward waves in a carotid artery 査読有り

Shusaku Sone, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

Medical & Biological Engineering & Computing　55　(5)　719-731　2017年5月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1007/s11517-016-1543-4 　

ISSN：0140-0118

eISSN：1741-0444
Patient-Specific Study Of Stress Area Of The Pathological Aorta. A Combined 4D Flow MRI - Computational Fluid Dynamics Analysis

Acquitter Clément, Hayase Toshiyuki, Lalande Alain

生体医工学　55　(5)　413-413　2017年
出版者・発行元：公益社団法人日本生体医工学会
DOI： 10.11239/jsmbe.55Annual.413 　

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A methodology allowing a combined analysis of pathological human thoracic aorta (TA) using both 4D flow MRI and computational fluid dynamics (CFD) is presented. MR images from patient with aneurysm have been acquired with a 4D Flow MRI sequence. The segmentation of the aorta has been performed on the PCMRA image. A volumetric tetrahedral mesh with one inlet and four outlets was generated. In CFD simulations, blood density and viscosity were assumed to be 1060kg/m3 and 4.10-3 Pa.s, respectively. MRI velocity measurements have been used as boundary conditions. CFD simulations have been compared to MRI measurements both qualitatively and quantitatively. A visual evaluation using streamlines and volumetric flow rates at the outlets show good agreements. Moreover, hemodynamics parameters such as WSS have been computed and allow for the evaluation of stress areas. A methodology for a combined analysis of TA taking advantage of both MRI and CFD was proposed.
Effects of upstream bifurcation and bend on the blood flow in a cerebral aneurysm 査読有り

Daichi Suzuki, Kenichi Funamoto, Shin-ichiro Sugiyama, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Teiji Tominaga

Journal of Biomechanical Science and Engineering　12　(4)　17-00189-1-17-00189-11　2017年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jbse.17-00189 　

ISSN：1880-9863
Two-dimensional numerical simulation of the behavior of a circular capsule subject to an inclined centrifugal force near a plate in a fluid 査読有り

Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase, Arash Alizad Banaei, Jean-Christophe Loiseau, Luca Brandt, Fredrik Lundell

Journal of Fluid Science and Technology　12　(2)　2017年

DOI： 10.1299/jfst.2017jfst0015 　

ISSN：1880-5558
Deformation of stenotic blood vessel model made from Poly (Vinyl Alcohol) Hydrogel by hydrostatic pressure 査読有り

Yasutomo Shimizu, Lei Liu, Hiroyuki Kosukegawa, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Toshio Nakayama, Makoto Ohta

PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION, 2016, VOL. 3　2016　2017年
Numerical analysis for elucidation of mechanical interaction between an erythrocyte moving in medium subject to inclined centrifugal force and endothelial cells on a plate 査読有り

Akira Yatsuyanagi, Toshikyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kenichi Funamoto, Kosuke Inoue, Atsushi Shirai, Luca Brandt

Journal of Fluid Science and Technology　11　(4)　2016年12月

DOI： 10.1299/jfst.2016jfst0029 　
Measurement of blood flow rates under three different temperatures, and development of a new human thermal model

Daiki Terayama, Hiroto Sakamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomonobu Goto

The 5th International Conference on Human-Environment System　2016年10月29日
Preliminary study for fluid dynamic effects of upstream bifurcation and bend on blood flow simulation in cerebral aneurysm

Daichi Suzuki, Kenichi Funamoto, Shin-ichiro Sugiyama, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Teiji Tominaga

Proceedings of the 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　264-265　2016年10月11日
Analysis of an autonomic nervous system of mouse fetus with congenital heart defect

Kiyoe Funamoto, Rika Sugibayashi, Kenichi Funamoto, Kana Nakanishi, Takuya Ito, Motoyoshi Kawataki, Toshiyuki Hayase, Yoshitaka Kimura

Proceedings of the 16th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2016)　92-93　2016年10月11日
Computational and experimental studies on the blood cells behavior in microcirculation

Tomohiro Fukui, Misa Kawaguchi, Atsuhide Kitagawa, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the 16th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2016)　82-83　2016年10月11日
Computational investigation toward selective collection of water particles containing odorous molecules by electrostatic spraying 査読有り

Jin Muraoka, Kenichi Funamoto, Mariko Seno, Satoshi Arimoto, Ken Shimono, Satoshi Suzuki, Yoshio Mitsutake, Tetsuya Maekawa, Toshihiko Yoshioka, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF ELECTROSTATICS　83　35-41　2016年10月

DOI： 10.1016/j.elstat.2016.07.004 　

ISSN：0304-3886

eISSN：1873-5738
Grid Convergence Property of Three-Dimensional Measurement-Integrated Simulation for Unsteady Flow Behind a Square Cylinder with Karman Vortex Street 査読有り

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase

Journal of Flow Control, Measurement & Visualization　4　125-142　2016年9月13日
Effects of inflow velocity profile on two-dimensional hemodynamic analysis by ordinary and ultrasonic-measurement-integrated simulations 査読有り

Takaumi Kato, Shusaku Sone, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Hiroko Kadowaki, Nobuyuki Taniguchi

MEDICAL & BIOLOGICAL ENGINEERING & COMPUTING　54　(9)　1331-1339　2016年9月

DOI： 10.1007/s11517-015-1376-6 　

ISSN：0140-0118

eISSN：1741-0444
Fluid Vibration Induced by High-Shear-Rate Flow in a T-Junction 査読有り

Gaku Tanaka, Ryuhei Yamaguchi, Hao Liu, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF FLUIDS ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　138　(8)　2016年8月

DOI： 10.1115/1.4032935 　

ISSN：0098-2202

eISSN：1528-901X
水棲微小生物の繊毛遊泳脚による推進機構に関する数値解析(単一遊泳脚モデルの繊毛間隔が推進力に与える影響) 査読有り

A. Shirai, K. Inoue, T. Hayase, S. Sudo

日本機械学会論文集　82　(840)　16-00099-16-00099　2016年8月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/transjsme.16-00099 　

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The goal of this study is elucidation of propulsion mechanism of small creatures by ciliated swimming legs. For this purpose, a ciliated pereiopod of an opossum shrimp was introduced and it was modeled with a straight cylindrical stem with 10 much narrower cylindrical poles perpendicularly projecting on the stem. Flow drag acting on the pereiopod in a steady flow, which corresponds to the thrust force by paddling of the pereiopod, was computed with a variety of clearance between each adjacent pair of cilia d and the flow velocity U. It was found that the drag increased with the increase in d to be saturated with a certain value in the range of d ≥ 0.04 mm where influence of boundary layers of adjacent cilia is negligible, and the drag agreed well with that estimated from drag of a two-dimensional cylinder. This result suggests that the opossum shrimp is propelled with the drag-based swimming and the ciliated pereiopods supply greater thrust force than tabular pereiopods with the same projection area. It was also found that the drag decreased in the range of d > 0.07 mm in which some cilia come into the boundary layer of body of the shrimp. It was optically observed that distance between adjacent cilia is around 0.07 mm on the stem and cilia near the root of the pereiopod are shorter than those near the tip. The present results suggest that the ciliated pereiopod is well designed to efficiently generate the thrust force within a limited length and mass by preventing influence of the boundary layers.
Implicit large eddy simulation of a scalar mixing layer in fractal grid turbulence 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

PHYSICA SCRIPTA　91　(7)　2016年7月

DOI： 10.1088/0031-8949/91/7/074007 　

ISSN：0031-8949

eISSN：1402-4896
Reduced Uterine Perfusion Pressure (RUPP) Model of Preeclampsia in Mice 査読有り

Tomofumi Fushima, Akiyo Sekimoto, Takahiro Minato, Takuya Ito, Yuji Oe, Kiyomi Kisu, Emiko Sato, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshitaka Kimura, Sadayoshi Ito, Hiroshi Sato, Nobuyuki Takahashi

PLOS ONE　11　(5)　e0155426　2016年5月

DOI： 10.1371/journal.pone.0155426 　

ISSN：1932-6203
Spatial evolution of the helical behavior and the 2/3 power-law in single-square-grid-generated turbulence 査読有り

Yi Zhou, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

FLUID DYNAMICS RESEARCH　48　(2)　2016年4月

DOI： 10.1088/0169-5983/48/2/021404 　

ISSN：0169-5983

eISSN：1873-7005
Lagrangian properties of the entrainment across turbulent/non-turbulent interface layers 査読有り

Tomoaki Watanabe, Carlos B. da Silva, Yasuhiko Sakai, Koji Nagata, Toshiyuki Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　28　(3)　2016年3月

DOI： 10.1063/1.4942959 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Enstrophy production and dissipation in developing grid-generated turbulence 査読有り

Yi Zhou, Koji Nagata, Yasuhiko Sakai, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　28　(2)　2016年2月

DOI： 10.1063/1.4941855 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Study of Estimation Method for Unsteady Inflow Velocity in Two-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood Flow Simulation 査読有り

Hiroko Kadowaki, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Nobuyuki Taniguchi

IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING　63　(2)　403-414　2016年2月

DOI： 10.1109/TBME.2015.2461559 　

ISSN：0018-9294

eISSN：1558-2531
Three-Dimensional Numerical Analysis for an Erythrocyte Behavior near a wall in a fluid under an inclined centrifugal force

Suguru Miyauchi, Toshiyuki Hayase, Arash Alizad Banaei, Jean-Christophe Loiseau, Luca Brandt

Proceedings of the 16th International Symposium on Advanced Fluid Information　2016年
Reproduction of Turbulent flow field behind a square cylinder by hybrid wind tunnel

Kohei Kawamoto, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue, Shervin Bagheri, Fredrik Lundell

Proceedings of the 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016　(51)　43-44　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
Two-Dimensional ultrasonic-measurement-integrated blood flow analysis considering deformation of blood vessel by pulsation: extraction of unsteady vessel shape from B-mode images

Daisuke Harada, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue, Hiroko Kadowaki, Tadashi Shimazaki, Takao Jibiki, Koji Miyama

Proceedings of the 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016　(51)　183-184　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
Determination of fluid mechanical effects caused by near wall blood flow field on endothelial cell damage: effect of shear stress on cell peeling of cultured endothelial cells

Miria Suzuki, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue

Proceedings of the 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016　(51)　185-186　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
Fundamental Numerical analysis of the effect of inner structure of left ventricle on the blood flow field

Tomomi Yamada, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi

Proceedings of the 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016年
Fundamental Study of MR-Measurement-Integral Simulation of Hear-Aorta System: Numerical Simulation of Blood Flow in an Aorta

Masato Ogitsu, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue, Alain Lalande, Clement Aquitter, Jean-Joseph Christophe

Proceedings of the 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016年
Study of Permeability Changes of Endothelial Cell Monolayer Exposed to Hypoxia

K. Matsubara, K. Funamoto, I.K. Zervantonakis, K. Funamoto, T. Ito, Y. Kimura, T. Hayase, R.D. Kamm

Proceedings of the 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　362-363　2015年10月29日
Determination of Optimum Feedback Gain of Two-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood Flow Analysis System

H. Kadowaki, T. Hayase, K. Funamoto, S. Miyauchi, K. Inoue, T. Shimazaki, T. Jibiki, K. Miyama

Proceedings of the 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　460-461　2015年10月29日
Fundamental Study of Interaction between Erythrocyte and Endothelial Cell under Inclined Centrifugal Force (Physical Explanation of Interaction Model)

A. Yatsuyagagi, T. Hayase, S. Miyauchi, K. Funamoto, K. Inoue, A. Shirai, L. Brandt

Proceedings of 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　320-321　2015年10月28日
Numerical Analysis of Ultrasound Scattering Property of Medium Mimicking Blood (Influence of Ultrasound Frequency)

Y. Chiba, T. Hayase, S. Miyauchi, K. Funamoto

Proceedings of the 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　308-309　2015年10月28日
Cardiac Evaluation of Fetal Mice by ECG and Ultrasound

R. Sugibayashi, T. Ito, K. Funamoto, T. Hayase, Y. Kimura

Proceedings of the 15th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2015)　184-185　2015年10月28日
Investigation of Inlet Position in Hemodynamic Analysis of a Cerebral Aneurysm

D. Suzuki, K. Funamoto, S. Sugiyama, T. Hayase, S. Miyauchi, T. Tominaga

Proceedings of the 12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　304-305　2015年10月27日
Measurement-Integrated Analysis Methodology for Complex Flow Systems: Collaborative Research Overview

Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi, Kosuke Inoue, Luca Brandt, Shervin Bagheri, Fredrik Lundell

Proceedings of 15th International Symposium on Advanced Fluid Information　2015年10月
Zero-dimensional simulation of internal and external blood flows of a human body

Yuya Saito, Toshiyuki Hayase, Suguru Miyauchi

Proceedings of Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　2016　(51)　139-140　2015年10月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
LES-Lagrangian particle method for turbulent reactive flows based on the approximate deconvolution model and mixing model 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS　294　127-148　2015年8月

DOI： 10.1016/j.jcp.2015.03.038 　

ISSN：0021-9991

eISSN：1090-2716
Turbulent mixing of passive scalar near turbulent and non-turbulent interface in mixing layers 査読有り

T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　27　(8)　1-19　2015年8月

DOI： 10.1063/1.4928199 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Effect of Speckle Noise in Ultrasonic Measurement on Two-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood Flow Analysis 査読有り

H. Kadowaki, T. Hayase, K. Funamoto, S. Miyauchi, K. Inoue, T. Shimazaki, T. Jibiki, K. Miyama

Proceedings of the World Congress on Electrical Engineering and Computer Systems and Science (EECSS 2015)　323-1-323-8　2015年7月15日
On the evolution of the invariants of the velocity gradient tensor in single-square-grid-generated turbulence 査読有り

Yi Zhou, Koji Nagata, Yasuhiko Sakai, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　27　(7)　1-24　2015年7月

DOI： 10.1063/1.4926472 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Measurements of Blood Flow and Blood Pressure under Different Indoor Temperature and Body Postural Conditions, and Development of a New Human Simulation Model 査読有り

H. Sakamoto, Y. Chiba, T. Hayase, K. Funamoto, Y. Saijo, T. Goto

Healthy Buildings Europe 2015　437-1-437-8　2015年5月18日
A Review of Measurement-Integrated Simulation of Complex Real Flows 招待有り査読有り

Hayase T

J Flow Control Meas Visualization　3　(2)　51-66　2015年4月3日
Numerical analysis of hemodynamic changes in the left atrium due to atrial fibrillation 査読有り

Ryo Koizumi, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yusuke Kanke, Muneichi Shibata, Yasuyuki Shiraishi, Tomoyuki Yambe

JOURNAL OF BIOMECHANICS　48　(3)　472-478　2015年2月

DOI： 10.1016/j.jbiomech.2014.12.025 　

ISSN：0021-9290

eISSN：1873-2380
Preface for the "Special issue on biomedical flow dynamics" 査読有り

Toshiyuki Hayase, Takehiko Sato, Makoto Ohta

Journal of Biomechanical Science and Engineering　10　(1)　1-1　2015年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jbse.15preface01 　

ISSN：1880-9863
Poly(vinyl alcohol) gel ultrasound phantom with durability and visibility of internal flow 査読有り

Kenichi Funamoto, Osamu Yamashita, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS　42　(1)　17-23　2015年1月

DOI： 10.1007/s10396-014-0560-x 　

ISSN：1346-4523

eISSN：1613-2254
Microscopic observation of glass bead movement in soft tissue-mimicking phantom under ultrasound PW mode scanning 査読有り

Lei Liu, Kenichi Funamoto, Masayuki Tanabe, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS　42　(1)　59-63　2015年1月

DOI： 10.1007/s10396-014-0565-5 　

ISSN：1346-4523

eISSN：1613-2254
Blood flow analysis in carotid artery bifurcation by two-dimensional ultrasonic-measurement-integrated simulation 査読有り

Hiroko Kadowaki, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Shusaku Sone, Tadashi Shimazaki, Takao Jibiki, Koji Miyama

Journal of Biomechanical Science and Engineering　10　(1)　1-14　2015年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jbse.14-00266 　

ISSN：1880-9863
Investigation of characteristic hemodynamic parameters indicating thinning and thickening sites of cerebral aneurysms 査読有り

Daichi Suzuki, Kenichi Funamoto, Shinichiro Sugiyama, Toshio Nakayama, Toshiyuki Hayase, Teiji Tominaga

Journal of Biomechanical Science and Engineering　10　(1)　1-10　2015年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jbse.14-00265 　

ISSN：1880-9863
Numerical Analysis for Elucidation of Nonlinear Frictional Characteristics of a Deformed Erythrocyte Moving on a Plate in Medium Subject to Inclined Centrifugal Force 査読有り

Takashi Oshibe, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　136　(12)　121003　2014年12月

DOI： 10.1115/1.4028723 　

ISSN：0148-0731

eISSN：1528-8951
Development and feasibility study of a two-dimensional ultrasonic-measurement-integrated blood flow analysis system for hemodynamics in carotid arteries 査読有り

Takaumi Kato, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Shusaku Sone, Hiroko Kadowaki, Tadashi Shimazaki, Takao Jibiki, Koji Miyama, Lei Liu

MEDICAL & BIOLOGICAL ENGINEERING & COMPUTING　52　(11)　933-943　2014年11月

DOI： 10.1007/s11517-014-1193-3 　

ISSN：0140-0118

eISSN：1741-0444
Vortex stretching and compression near the turbulent/non-turbulent interface in a planar jet 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF FLUID MECHANICS　758　754-785　2014年11月

DOI： 10.1017/jfm.2014.559 　

ISSN：0022-1120

eISSN：1469-7645
On the Motility and Locomotive Organs of Beach Flea

Seiichi Sudo, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase, Takuya Amano

Proceedings of ISABME2014　2014年11月

DOI： 10.5226/jabmech.4.37 　
Analysis of High Reynolds Number Flow behind a Square Cylinder by Hybrid Wind Tunnel (Improvement of Critical Gain of Instability for Pressure Feedback)

Jumpei Okutani, Toshiyuki Hayase, Kosuke Inoue, Shusaku Sone, Kenichi Funamoto

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (ICFD2014)　270-271　2014年10月10日
Application of MR-Measurement-Integrated Hemodynamic Simulation to Cerebrovascular Diseases

S. Sugiyama, K. Funamoto, D. Suzuki, T. Hayase, T. Tominaga

Proceedings of the 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　104-105　2014年10月9日
Elucidation of Mechanisms of the Frictional Characteristics of Erythrocytes under Inclined Centrifugal Force

K. Funamoto, L. Brandt, A. Yatsuyanagi, K. Inoue, T. Hayase

Proceedings of the 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　100-101　2014年10月9日
Investigation on Advanced Medical Ultrasound Imaging Technology

M. Tanabe, H. Hashimoto, K. Funamoto, Y. Chiba, T. Hayase

Proceedings of the 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　192-193　2014年10月9日
Fundamental Study of Interaction between Erythrocyte and Endothelial Cell under Inclined Centrifugal Force (Reproduction of Friction Characteristics by Numerical Analysis Using Simple Interaction Model)

Akira Yatsuyanagi, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Kosuke Inoue, Atsushi Shirai

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (ICFD2014)　296-297　2014年10月8日
Enstrophy and passive scalar transport near the turbulent/non-turbulent interface in a turbulent planar jet flow 査読有り

T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　26　(10)　2014年10月

DOI： 10.1063/1.4898208 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Reactive scalar field near the turbulent/non-turbulent interface in a planar jet with a second-order chemical reaction 査読有り

T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　26　(10)　2014年10月

DOI： 10.1063/1.4900403 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Wavelet analysis of coherent vorticity near the turbulent/non-turbulent interface in a turbulent planar jet 査読有り

T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　26　(9)　2014年9月

DOI： 10.1063/1.4896298 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Studies on the basic technology of “Sono-cytometry” 査読有り

Yosuke Komatsu, Ryo Nagaoka, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Nobuo Masauzi, Hiroshi Kanai, Yoshifumi Saijo

Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering　52　351-O-352　2014年8月17日
出版者・発行元： Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering
DOI： 10.11239/jsmbe.52.O-351 　

ISSN：1347-443X 1881-4379
Simultaneous Analysis System for Blood Pressure and Flow Using Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation

Shusaku Sone, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

Abstracts of the 7th World Congress of Biomechanics　F5　2014年7月11日
Optimization of Strut Placement in Flow Diverter Stents for Four Different Aneurysm Configurations 査読有り

Hitomi Anzai, Jean-Luc Falcone, Bastien Chopard, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　136　(6)　2014年6月

DOI： 10.1115/1.4027411 　

ISSN：0148-0731

eISSN：1528-8951
Development of turbulence behind the single square grid 査読有り

Yi Zhou, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Hiroki Suzuki, Yasumasa Ito, Osamu Terashima, Toshiyuki Hayase

PHYSICS OF FLUIDS　26　(4)　2014年4月

DOI： 10.1063/1.4870167 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
2次元非定常流動場の位相ベースビジュアルデータマイニング査読有り

竹島由里子, 藤代一成, 高橋成雄, 早瀬敏幸

画像電子学会誌　43　(3)　357-366　2014年
出版者・発行元： The Institute of Image Electronics Engineers of Japan
DOI： 10.11371/iieej.43.357 　

ISSN：0285-9831

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流動場の基本的な特徴の1つとして渦が知られており，渦を解析することは，流れにおけるダイナミクスを理解する上で大変重要となってくる．しかし，非定常流データに対しては，従来の試行錯誤的な可視化方法では常に変化しつづける複雑な渦構造を捉え続けることは困難である. そこで本論文では，時系列流動データにおける渦の振舞いを分かりやすく可視化するための微分位相構造に基づくビジュアルデータマイニング手法を提案する．具体的には，渦中心における圧力値が極小になることが知られていることから，圧力場の微分情報に基づいて渦中心を特定し，位相情報から個々の渦領域を求め，時系列に沿ってそれらの渦を追跡する．また，すべての時刻で同一の色相伝達関数を用い，時刻ごとに明度を調整することで，流動場が劇的に変化した場合でも，時刻ごとの渦の変化だけでなく，色相から流動場の変動を把握することができる伝達関数を設計する．本手法の有効性を，ハイブリッド風洞における計測融合シミュレーションによって得られたカルマン渦列データを用いて検証する．
DNSによる反応性物質濃度の乱流シュミット数・乱流拡散係数に関する研究査読有り

渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修, 伊藤靖仁, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集　80　(809)　FE0008-FE0008　2014年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/transjsme.2014fe0008 　

ISSN：2187-9761

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The gradient diffusion hypothesis for turbulent mass fluxes of reactive scalar is investigated by using direct numerical simulations (DNS) of a planar jet with a second-order chemical reaction A+B→R. Reactants A and B are separately supplied in the jet and ambient fluids, respectively. DNS is performed at three different Damköhler numbers, i.e, Da=0.1, 1, and 10. Eddy diffusivity and turbulent Schmidt number of reactive species are calculated from the DNS results. The results show that the longitudinal (x-direction) eddy diffusivity of reactant A near the jet centerline is always positive, whereas the longitudinal eddy diffusivities of reactant B and product R can be negative near the jet centerline. Near the jet centerline, the lateral (y-direction) eddy diffusivity of reactant A, D_tA,y, becomes small, but the lateral eddy diffusivity of reactant B, D_tB,y, becomes large because of the chemical reaction. In the outer region of the jet flow, the chemical reaction has the opposite effect on D_tA,y and D_tB,y, and the chemical reaction makes D_tA,y large, but D_tB,y small. It is concluded that the gradient diffusion hypothesis is largely affected by the chemical reaction, and this effect of chemical reaction should be taken into account when the gradient diffusion model is used to estimate turbulent mass fluxes of reactive scalar.
"Sonocytometry" – novel diagnostic method of ultrasonic differentiation of cells in blood flow. 査読有り

Komatsu Y, Nagaoka R, Funamoto K, Hayase T, Masauzi N, Kanai H, Saijo Y

Conference proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual Conference　2014　2761-2764　2014年

DOI： 10.1109/EMBC.2014.6944195 　

ISSN：1557-170X
Relevance of turbulence behind the single square grid to turbulence generated by regular- and multiscale-grids 査読有り

Yi Zhou, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Hiroki Suzuki, Yasumasa Ito, Osamu Terashima, Toshiyuki Hayase

Physics of Fluids　26　(7)　2014年

DOI： 10.1063/1.4890746 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Effects of Time-Varying Feedback Signals on Pressure Field in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Pulsatile Blood Flow 査読有り

K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the 3rd International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering (CMBE13)　295-298　2013年12月17日
Direct numerical simulation of fractal-generated turbulence 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, Y. Hasegawa, T. Ushijima

Fluid Dynamics Research　45　(6)　061409　2013年12月

DOI： 10.1088/0169-5983/45/6/061409 　

ISSN：0169-5983
Numerical Simulation of Ultrasound Imaging for Detection of Microcalcification in Soft Tissue

M. Tanabe, E. Tagomori, L. Liu, K. Funamoto, M. Nishimoto, T. Hayase

Proceedings of the 13th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2013)　62-63　2013年11月26日
Evaluation of Intracranial Aneurysm Rupture Using MR-Measurement-Integrated Simulation

S. Sugiyama, K. Funamoto, D. Suzuki, T. Hayase, T. Tominaga

Proceedings of the 13th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2013)　86-87　2013年11月26日
In-Depth Investigation of Twinkling Sign: Optical Observation of Ultrasound Radiation Force Driven Oscillation of Glass Particle

L. Liu, K. Funamoto, M. Tanabe, T. Hayase

Proceedings of the 13th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2013)　58-59　2013年11月26日
Consideration on the Evaluation Function of Blood Flow Rate Estimation in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation

Hiroko Kadowaki, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Shusaku Sone, Takao Jibiki, Hiroshi Hashimoto, Koji Miyama, Lei Liu

Proceedings of 7th East Asian Consortium on Biomedical Engineering　64-65　2013年11月18日
Improvement of Simultaneous Analysis System for Blood Pressure and Flow Velocity Using Photoplethymography and Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation

Shusaku Sone, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

Proceedings of the 7th East Asian Consortium on Biomedical Engineering　66-67　2013年11月18日
直接数値計算法と確率密度関数法による反応性二次元噴流の数値計算査読有り

渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修, 伊藤靖仁, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集 B編(Web)　79　(807)　2434-2445　2013年11月

DOI： 10.1299/kikaib.79.2434 　

ISSN：1884-8346
An attempt to improve accuracy of higher-order statistics and spectra in direct numerical simulation of incompressible wall turbulence by using the compact schemes for viscous terms 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, Y. Hasegawa, T. Ushijima

International Journal for Numerical Methods in Fluids　73　(6)　509-522　2013年10月30日

DOI： 10.1002/fld.3810 　

ISSN：0271-2091 1097-0363
Computational simulation of convection-enhanced drug delivery in the non-human primate brainstem: a simple model predicting the drug distribution 査読有り

Shin-ichiro Sugiyama, Ryuta Saito, Kenichi Funamoto, Toshio Nakayama, Yukihiko Sonoda, Yoji Yamashita, Tomoo Inoue, Toshihiro Kumabe, Toshiyuki Hayase, Teiji Tominaga

NEUROLOGICAL RESEARCH　35　(8)　773-781　2013年10月

DOI： 10.1179/1743132813Y.0000000215 　

ISSN：0161-6412
Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Complex Blood Flow

K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the International Workshop on Flow Dynamics Related to Energy, Aerospace and Material Science　1-2　2013年9月11日
Direct Numerical Simulation of Single-Square Grid-Generated Turbulence 査読有り

Y. Zhou, K. Nagata, Y. Sakai, H. Suzuki, Y. Ito, O. Terashima, T. Hayase

Proc. of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows　2013年9月
DNS study on Small-Scale Characteristics of Fractal-Generated Turbulence 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, Y. Hasegawa, T. Ushijima

Proc. of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows　2013年9月
Effects of Initial Condition on Coherent Structure and Evolution of Turbulent Plane Jets 査読有り

N. Wu, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Proc. of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows　2013年9月
Study on the Effects of Grid-Generated Turbulence on the Initial Growth of Turbulent Boundary Layer by Direct Numerical Simulation 査読有り

S. Xia, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Proc. of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows　2013年9月
Analysis of Flow Characteristics of Turbulent Plane Jets Based on Velocity and Scalar Fields Using DNS 査読有り

N. Wu, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Journal of Fluid Science and Technology　8　(3)　247-261　2013年8月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jfst.8.247 　

ISSN：1880-5558

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Turbulent plane jets are prototypical free shear flows on which fundamental research can expand the overall understanding of turbulent flows. In this study, flow characteristics of the turbulent plane jets are studied by means of direct numerical simulation (DNS) based on the finite difference method. The effects of the initial conditions at the jet exit (i.e. Reynolds number and velocity profile) on the spatial development of velocity and scalar fields are mainly investigated. Meanwhile the instantaneous coherent structures, based on the Q-criterion and the local minimum of pressure, are presented. The results suggest that the plane jet flow with the higher Re (=U_bd/ν : U_b is the bulk mean velocity at the jet exit, d is the slot width, and ν is the kinematic viscosity) and the parabola velocity profile at the jet exit will correspond to the shorter potential core, furthermore, the lower Re and the parabola velocity profile will strengthen the decay of the mean field in the process of flow transition to full turbulence. The flow self-similarity will be achieved at shorter streamwise distance from the jet exit for the higher Re and the parabola velocity profile at the jet exit. Moreover, the dependency of coherent structures on the initial Reynolds number is remarkable, especially in the flow development region, but the change of initial velocity profile at the jet exit hardly acts on the scale of coherent structures. It is also observed that the scalar field is more sensitive to changes of initial conditions than the velocity field.
DNS on Multiscale-Generated Grid Turbulence Using Classical Grid 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, Y. Hasegawa, T. Ushijima

Proc. of the 8th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena　2013年8月
In vitro study of ultrasound radiation force-driven twinkling sign using PVA-H gel and glass beads tissue-mimicking phantom. 査読有り

Lei Liu, Kenichi Funamoto, Kei Ozawa, Makoto Ohta, Toshiyuki Hayase, Masafumi Ogasawara

Journal of medical ultrasonics (2001)　40　(3)　197-203　2013年7月

DOI： 10.1007/s10396-012-0429-9 　

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The twinkling sign observed in ultrasound coded-excitation imaging (e.g., GE B-Flow) has been reported in previous research as a potential phenomenon to detect micro calcification in soft tissue. However, the mechanism of the twinkling sign has not been clearly understood yet. We conducted an in vitro experiment to clarify the mechanism of the twinkling sign by measuring a soft tissue-mimicking phantom with ultrasonic and optical devices. A soft tissue-mimicking phantom was made of poly(vinyl alcohol) hydro (PVA-H) gel and 200-μm-diameter glass beads. We applied ultrasound to the phantom using medical ultrasound diagnostic equipment to observe the twinkling sign of glass beads. Optical imaging with a laser sheet and a high-speed camera was performed to capture the scatter lights of the glass beads with and without ultrasound radiation. The scatter lights from the glass beads were quantified and analyzed to evaluate their oscillations driven by the ultrasound radiation force. The twinkling sign from the glass beads embedded in the PVA-H gel soft tissue phantom was observed in ultrasound B-Flow color imaging. The intensity and oscillation of the scattered lights from the glass beads showed significant difference between the cases with and without ultrasound radiation. The results showed a close relationship between the occurrence of the twinkling sign and the variations of the scatter lights of glass beads, indicating that ultrasound radiation force-driven micro oscillation causes the twinkling sign of micro calcification in soft tissue.
Reproduction of pressure field in ultrasonic-measurement-integrated simulation of blood flow 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase

INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN BIOMEDICAL ENGINEERING　29　(7)　726-740　2013年7月

DOI： 10.1002/cnm.2522 　

ISSN：2040-7939

eISSN：2040-7947
Frictional Characteristics of Erythrocytes on Endothelia-Cultured or Material-Coated Glass Plates Subject to Inclined Centrifugal Forces 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kousuke Inoue, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

Proceedings of 8th International Conference on Multiphase Flow　1-8　2013年5月29日
The Kinematics of Jumping of Globular Springtail 査読有り

Sudo Seiichi, Shiono Masahiro, Kainuma Toshiya, Shirai Atsushi, Hayase Toshiyuki

Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms　3　(1)　85-91　2013年5月
出版者・発行元： Society of Aero Aqua Bio-mechanisms
DOI： 10.5226/jabmech.3.85 　

ISSN：2185-1522

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This paper describes jumping behaviour of the globular springtails. Direct observations on the jumping and climbing behaviour of springtails were conducted in the laboratory. The kinematics of jumping in tiny springtails was analyzed with high-speed video camera system. The vertical climbing behaviour was analyzed in contrast to the jumping behaviour. The jumping performance of springtails was revealed.
Observations on the Springtail Leaping Organ and Jumping Mechanism Worked by a Spring 査読有り

Sudo Seiichi, Shiono Masahiro, Kainuma Toshiya, Shirai Atsushi, Hayase Toshiyuki

Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms　3　(1)　92-96　2013年5月
出版者・発行元： Society of Aero Aqua Bio-mechanisms
DOI： 10.5226/jabmech.3.92 　

ISSN：2185-1522

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This paper is concerned with a small jumping mechanism. Microscopic observations of springtail leaping organs were conducted using a confocal leaser scanning microscope. A simple springtail mechanism using a spring and small electromagnet was produced based on the observations of leaping organ and the jumping analysis of the globular springtail. Jumping characteristics of the mechanism were examined with high-speed video camera system.
超音波Mモードイメージングと光電容積脈波センシングによる脈波同定の比較

曾根周作, 早瀬敏幸, 船本健一

超音波医学　40　(Suppl.)　S429-S429　2013年4月
出版者・発行元： (公社)日本超音波医学会
ISSN：1346-1176

eISSN：1881-9311
INFLUENCE OF PLAQUE STIFFNESS ON CHANGE OF BLOOD VESSEL GEOMETRY LEADING HEMODYNAMICAL CHANGES IN PVA-H STENOSIS MODELS 査読有り

Yasutomo Shimizu, Shuya Shida, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION - 2012, VOL 2: BIOMEDICAL AND BIOTECHNOLOGY　IMECE2012　455-460　2013年

DOI： 10.1115/IMECE2012-87073 　
Mechanism of blast-induced traumatic brain injury 査読有り

Nakagawa A, Ohtani K, Goda K, Arafune T, Washio T, Hayase T, Tominaga T

Proceedings of the Thirteenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　72-73　2013年
Simultaneous Analysis System for Blood Pressure and Flow Using Photoplethysmography and Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation 査読有り

Shusaku Sone, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

2013 35TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)　1827-1830　2013年

DOI： 10.1109/EMBC.2013.6609878 　

ISSN：1557-170X
Fundamental Study on Micro Calcification Detection Using Twinkling Sign (TS): The Effect of Stiffness of Surrounding Tissue on the Appearance of TS 査読有り

Lei Liu, Kenichi Funamoto, Masayuki Tanabe, Toshiyuki Hayase

2013 35TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)　1390-1393　2013年

DOI： 10.1109/EMBC.2013.6609769 　

ISSN：1557-170X
DNS-PDF simulation of turbulent mixing in a reactive planar jet 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Yasumasa Ito, Osamu Terashima, Toshiyuki Hayase

Communications in Computer and Information Science　402　445-452　2013年
出版者・発行元： Springer
DOI： 10.1007/978-3-642-45037-2_49 　

ISSN：1865-0929
A Topologically-Enhanced Juxtaposition Tool for Hybrid Wind Tunnel 査読有り

Yuriko Takeshima, Issei Fujishiro, Shigeo Takahashi, Toshiyuki Hayase

2013 IEEE SYMPOSIUM ON PACIFIC VISUALIZATION (PACIFICVIS)　113-120　2013年

DOI： 10.1109/PacificVis.2013.6596135 　

ISSN：2165-8765
Flow observations in elastic stenosis biomodel with comparison to rigid-like model 査読有り

Yasutomo Shimizu, Ashkan Javadzadegan, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

TECHNOLOGY AND HEALTH CARE　21　(4)　305-314　2013年

DOI： 10.3233/THC-130725 　

ISSN：0928-7329

eISSN：1878-7401
Visualization of turbulent reactive jet by using direct numerical simulation 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Osamu Terashima, Hiroki Suzuki, Toshiyuki Hayase, Yasumasa Ito

International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing　4　(SUPPL.1)　1341001　2013年

DOI： 10.1142/S1793962313410018 　

ISSN：1793-9623

eISSN：1793-9615
Fundamental Study on Micro Calcification Detection Using Twinkling Sign (TS): The Effect of Stiffness of Surrounding Tissue on the Appearance of TS 査読有り

Lei Liu, Kenichi Funamoto, Masayuki Tanabe, Toshiyuki Hayase

2013 35TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)　1390-1393　2013年

DOI： 10.1109/EMBC.2013.6609769 　

ISSN：1557-170X
Simultaneous Analysis System for Blood Pressure and Flow Using Photoplethysmography and Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation 査読有り

Shusaku Sone, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

2013 35TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)　1827-1830　2013年

DOI： 10.1109/EMBC.2013.6609878 　

ISSN：1557-170X
直接数値計算法と確率密度関数法による反応性二次元噴流の数値計算査読有り

渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修, 伊藤靖仁, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集 B編　79　(807)　2434-2445　2013年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.79.2434 　

ISSN：0387-5016

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Direct numerical simulation (DNS) is combined with probability density function (PDF) methods to simulate turbulent reactive flows. DNS is performed to predict an instantaneous velocity field and an instantaneous mixture fraction, whereas reactive scalars are predicted by the PDF method, in which a transport equation of joint PDF of reactive scalars is solved by using a large number of particles. We develop a new model for a mixing timescale of mixing model, which is used in the PDF method. In the present model, the mixing timescale is estimated from the mixture fraction predicted by the DNS. The numerical simulation based on the DNS and the PDF method is applied to a reactive planar jet. The results show that the PDF method can accurately predict the statistics of mixture fraction, and the present model for the mixing timescale can implicitly take into account the effect of distance between two particles without adjusting any model parameters. It is also found that the PDF method can accurately predict the statistics of reactive scalars.
DNS-PDF simulation of turbulent mixing in a reactive planar jet 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Yasumasa Ito, Osamu Terashima, Toshiyuki Hayase

Communications in Computer and Information Science　402　445-452　2013年

DOI： 10.1007/978-3-642-45037-2_49 　

ISSN：1865-0929
直接数値計算による格子乱流の解析（不変量およびRottaモデルについて）査読有り

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 長谷川豊, 牛島達夫

日本機械学会論文集B編　79　(807)　2363-2374　2013年
出版者・発行元：
DOI： 10.1299/kikaib.79.2363 　

ISSN：0387-5016
植物表面細胞の形状計測－植物流体力学的アプローチ－査読有り

須藤誠一, 塩野正裕, 白井敦, 早瀬敏幸

実験力学　12　(4)　338-343　2012年12月
出版者・発行元：日本実験力学会
DOI： 10.11395/jjsem.12.338 　

ISSN：1346-4930
Erratum to "Influence of surface model extraction parameter on computational fluid dynamics modeling of cerebral aneurysms" [Journal of Biomechanics 45 (2012) 2355-2361] 査読有り

Shunsuke Omodaka, Takashi Inoue, Kenichi Funamoto, Shin-ichirou Sugiyama, Hiroaki Shimizu, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

Journal of Biomechanics　45　(16)　2947　2012年11月15日

DOI： 10.1016/j.jbiomech.2012.09.012 　

ISSN：0021-9290 1873-2380

eISSN：1873-2380
Integration of CFD and EFD for Analysis of Complex Real Flows 招待有り

Toshiyuki Hayase

5th Symposium on Integrating CFD and Experiments in Aerodynamics (Integration 2012)　2012年10月4日
Rheological Analysis of the Mechanism of Fetal Brain Hemorrhage

T. Ito, K. Funamoto, K. Funamoto, T. Hayase, Y. Kimura

Proceedings of the 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　116-117　2012年9月20日
Magnetic Resonance Fluid Dynamics for Intracranial Aneurysms

S. Sugiyama, K. Funamoto, T. Hayase, T. Tominaga

Proceedings of the 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　118-119　2012年9月20日
Numerical Analysis of Levitation Mechanism of Red Blood Cell in Inclined Centrifuge Microscope - Effect of Asymmetric Cell Shape on the Motion

Takashi OSHIBE, Toshiyuki HAYASE, Kenichi FUNAMOTO, Atsushi SHIRAI

Proceedings of the 9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2012)　756-757　2012年9月20日
Ultrasound Radiation Force Driven B-Flow Twinkling Sign for Microcalcification Detection

L. Liu, K. Funamoto, K. Ozawa, M. Ohta, T. Hayase, M. Ogasawara

Proceedings of the 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　86-87　2012年9月20日
Intra-left Atrial Flow

M. Shibata, T. Yambe, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the 9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2012)　404-405　2012年9月19日
Measurement of Pressure Drop for Modeling Intracranial Flow Diverter Stent Using Porous Medium

Yukihisa Miura, Hitomi Anzai, Toshio Nakayama, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

Proceedings Ninth International Conference on Flow Dynamics　586-587　2012年9月
Influence of surface model extraction parameter on computational fluid dynamics modeling of cerebral aneurysms 査読有り

Shunsuke Omodaka, Takashi Inoue, Kenichi Funamoto, Shin-ichirou Sugiyama, Hiroaki Shimizu, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

JOURNAL OF BIOMECHANICS　45　(14)　2355-2361　2012年9月

DOI： 10.1016/j.jbiomech.2012.07.006 　

ISSN：0021-9290
Neumerical and Experimental Study of Flow in Stenosis models with Several Mechanical Properties

Yasutomo Shimizu, Shuya Shida, Ashkan Javadzadegan, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

Proceedings Ninth International Conference on Flow Dynamics　422-423　2012年9月
The Jump of the Globular Springtail and Jumping Mechanism Worked by a Spring

S. Sudo, M. Shiono, A. Shirai, T. Hayase

Proceedings of the 5th International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms　2012年8月
Influence of Pressing Force on Motion of HL60 Cells on HUVEC substrate

A. Shirai, H. Uranuma, T. Hayase

Journal of Biomechanics　45　(1)　S41　2012年7月
Motion of fMLP-Stimulated HL60 Cells on HUVEC Cultured on a Flat Glass Plate 査読有り

A. Shirai, H. Sato, T. Hayase

Proceedings of Surface Modification Technologies XXVI　2012年6月
2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の非定常血流量推定

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

超音波医学　39　(Suppl.)　S338-S338　2012年4月
出版者・発行元： (公社)日本超音波医学会
ISSN：1346-1176

eISSN：1881-9311
Behavior of HL60 cells on HUVEC substrate under inclined centrifugal forces

A. Shirai, H. Uranuma, T. Hayase

2012 Annual ELyT Workshop Abstract Book　2012年3月
DYNAMICS IN MOTION OF DANDELION FLOWER HEAD 査読有り

Seiichi Sudo, Masahiro Shiono, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

ICEM15: 15TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EXPERIMENTAL MECHANICS　2012年
Propagation of Shock Wave within Complex Biomaterial Layer: Implications for the Mechanism Blast-Induced Traumatic Brain Injury 査読有り

Nakagawa A, Ohtani K, Goda K, Arafune T, Washio T, Hayase T, Tominaga T

Proceedings of the Twelfth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　124-125　2012年
Investigation of eddy diffusivity in a reactive plane jet by using direct numerical simulation 査読有り

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Osamu Terashima, Yasumasa Ito, Hiroki Suzuki, Toshiyuki Hayase

Communications in Computer and Information Science　323 CCIS　(PART 1)　144-150　2012年

DOI： 10.1007/978-3-642-34384-1_18 　

ISSN：1865-0929
Local Hemodynamics at the Rupture Point of Cerebral Aneurysms Determined by Computational Fluid Dynamics Analysis 査読有り

Shunsuke Omodaka, Shin-ichirou Sugiyama, Takashi Inoue, Kenichi Funamoto, Miki Fujimura, Hiroaki Shimizu, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

CEREBROVASCULAR DISEASES　34　(2)　121-129　2012年

DOI： 10.1159/000339678 　

ISSN：1015-9770
Flow Analysis of Rupture Point in Cerebral Aneurysms: Computational Fluid Dynamics Study

S. Omodaka, T. Inoue, K. Funamoto, S. Sugiyama, M. Fujimura, H. Shimizu, T. Hayase, A. Takahashi, T. Tominaga

Proceedings on the 5th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　68-69　2011年12月13日
Numerical Analysis of the Effect of Angle of Attack on a Red Blood Cell Moving in an Inclined Centrifuge Microscope

T. Oshibe, T. Hayase, K. Funamoto, A. Shirai

Proceedings on the 5th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　82-83　2011年12月13日
Two-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in Bifurcation of Carotid Artery

H. Kadowaki, K. Funamoto, T. Hayase, S. Sone, M. Ogasawara, T. Jibiki, H. Hashimoto, K. Miyama

Proceedings on the 5th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　80-81　2011年12月13日
Implementation of visual data mining for unsteady blood flow field in an aortic aneurysm 査読有り

Seiichiro Morizawa, Koji Shimoyama, Shigeru Obayashi, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF VISUALIZATION　14　(4)　393-398　2011年12月

DOI： 10.1007/s12650-011-0101-2 　

ISSN：1343-8875
Comparison between Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation and Ordinary Simulation with Measured Upstream Velocity Condition

S. Sone, T. Kato, K. Funamoto, T. Hayase, M. Ogasawara, T. Jibiki, H. Hashimoto, K. Miyama

Proceedings of the 8th International Conference on Flow Dynamics　456-457　2011年11月10日
Computational Simulation of Blood Flow in Intracranial Aneurysms under Patient-Specific Pulsatile Inlet Condition

S. Sugiyama, K. Funamoto, T. Hayase, T. Tominaga

Proceedings of the 11th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)　90-91　2011年11月10日
Detection of Microcalcification in Soft Tissue Employing B-Flow ”Twinkling” Sign

L. Liu, K. Ozawa, K. Funamoto, M. Ohta, T. Hayase, M. Ogasawara

Proceedings of the 11th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)　94-95　2011年11月10日
Left Atrial Vortex

M. Shibata, T. Yambe, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the 11th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)　88-89　2011年11月10日
Volumetric and Angiogenic Evaluation of Antitumor Effects with Acoustic Liposome and High-Frequency Ultrasound 査読有り

Tetsuya Kodama, Noriko Tomita, Yoko Yagishita, Sachiko Horie, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Maya Sakamoto, Shiro Mori

CANCER RESEARCH　71　(22)　6957-6964　2011年11月

DOI： 10.1158/0008-5472.CAN-11-2389 　

ISSN：0008-5472
Measurement-integrated simulation and visualization of Karman vortex streets in Hybrid Wind Tunnel 招待有り

TAKESHIMA Yuriko, FUJISHIRO Issei, TAKAHASHI Shigeo, HAYASE Toshiyuki

Proceedings of ASIAGRAPH2011　35-40　2011年10月21日
出版者・発行元： Virtual Reality Society of Japan

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We have developed a hybrid wind tunnel, where 2D measurement-integrated (MI) simulation, which utilizes actual data acquired from real air flow behind a square cylinder, plays an important role in improving the accuracy of its numerical analysis. The wind tunnel requires an accompanying visual analysis tool with which we can effectively peer into the relationships between the actual and simulated flow fields. In this paper, we attempt to exploit the augmented reality-style display technique to that end. The basic idea is to instantaneously superimpose the computationally-visualized MI simulated pressure field onto the actual flow velocity structure physically-visualized with oil mist-traced streak lines. Space registration of these two visual sources is rather straight-forward since the fixed cylinder of the wind tunnel is easily identified, whereas visualizing the MI simulated pressure field can be characterized with its sophisticated scheme based on differential topology. Considering the facts that vortex centers are located at local minima in the pressure field, and each minimum is surrounded by a derived topological feature called ravine cycle, we can colorize the field adaptiv
微小な海浜生物のいくつかの移動様式査読有り

須藤誠一, 星加恭平, 白井敦, 早瀬敏幸

実験力学　11　(2)　91-100　2011年6月
出版者・発行元：日本実験力学会
DOI： 10.11395/jjsem.11.91 　

ISSN：1346-4930
Integration of Ultrasound Color Doppler Imaging and Numerical Simulation

K. Funamoto, T. Kato, T. Hayase

Proceedings of the 2nd International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering (CMBE11)　262-265　2011年4月1日
Numerical Analysis of Effects of Measurement Errors on Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING　58　(3)　653-663　2011年3月

DOI： 10.1109/TBME.2010.2095418 　

ISSN：0018-9294
Statistical properties of a turbulent boundary layer affected by grid-generated turbulence (analysis of spatial development by means of direct numerical simulation) 査読有り

Hiroki Suzuki, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　77　(775)　737-748　2011年

DOI： 10.1299/kikaib.77.737 　

ISSN：0387-5016
DNS on a spatially developing grid turbulence 査読有り

Hiroki Suzuki, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase

(全文査読付) Proceedings of the 13th European Turbulence Conference　318　032043-(5 pages)　2011年

DOI： 10.1088/1742-6596/318/3/032043 　

ISSN：1742-6588
Numerical analysis of one-dimensional mathematical model of blood flow to reproduce fundamental pulse wave measurement for scientific verification of pulse diagnosis 査読有り

Atsushi Shirai, Tsutomu Nakanishi, Toshiyuki Hayase

Journal of Biomechanical Science and Engineering　6　(4)　330-342　2011年

DOI： 10.1299/jbse.6.330 　

ISSN：1880-9863
Preliminary experiments for investigation on mechanism of contra-coup injury blast-induced traumatic brain injury 査読有り

Nakagawa A, Ohtani K, Goda K, Arafune T, WahioT, Hayase T, Tominaya T

The Eleventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　96-97　2011年
Hemodynamic changes in the left atrium due to atrial fibrillation

Kenichi Funamoto, Ryo Koizumi, Toshiyuki Hayase, Muneichi Shibata, Tomoyuki Yambe

ASME 2011 Summer Bioengineering Conference, SBC 2011　1131-1132　2011年

DOI： 10.1115/SBC2011-53817 　
Erratum to: Implementation of visual data mining for unsteady blood flow field in an aortic aneurysm. 査読有り

Seiichiro Morizawa, Koji Shimoyama, Shigeru Obayashi, Array,Toshiyuki Hayase

J. Visualization　14　(4)　399　2011年

DOI： 10.1007/s12650-011-0101-2 　 10.1007/s12650-011-0111-0 　
Blood Flow Analysis in the Left Atrium with/without Atrial Fibrillation

R. Koizumi, K. Funamoto, T. Hayase, M. Shibata

Proceedings on the 4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　96-97　2010年12月16日
Some Theoretical Issues on Measurement-Integrated Simulation 招待有り

Toshiyuki Hayase

4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　54-55　2010年12月16日
Experimental Validation of Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood Flow Simulation Using Carotid Artery Models

T. Sawao, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings on the 4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　96-97　2010年12月15日
Eigenvalue analysis of linearized error dynamics of measurement integrated flow simulation 査読有り

Kentaro Imagawa, Toshiyuki Hayase

COMPUTERS & FLUIDS　39　(10)　1796-1803　2010年12月

DOI： 10.1016/j.compfluid.2010.06.008 　

ISSN：0045-7930
Direct numerical simulation of turbulent mixing in regular and fractal grid turbulence 査読有り

Hiroki Suzuki, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase

PHYSICA SCRIPTA　T142　1-4　2010年12月

DOI： 10.1088/0031-8949/2010/T142/014065 　

ISSN：0031-8949
Stabilization of Measurement-Integrated Simulation by Elucidation of Destabilizing Mechanism 査読有り

Toshiyuki Hayase, Kentaro Imagawa, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

Journal of Fluid Science and Technology　5　(3)　632-647　2010年12月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jfst.5.632 　

ISSN：1880-5558

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Measurement-integrated (MI) simulation is a numerical flow analysis method with a feedback mechanism from measurement of a real flow. It correctly reproduces a real flow under inherent ambiguity in a mathematical model or a computational condition. In this paper we theoretically investigated the destabilization phenomenon of MI simulation, in which analysis error suddenly increases at some critical feedback gain. This phenomenon has been considered as instability of a closed-loop feedback system, but present study treated it as that of a numerical scheme. First, the mechanism of the destabilization phenomenon was investigated based on the sufficient condition of the convergence of iterative calculation of existing MI simulation. It was found that the feedback signal in the source term destabilized the iterative calculation. Then, a new MI simulation scheme was derived by evaluating the feedback signal in the linear term to remove the cause of the destabilization. The validity of the present theoretical analysis was verified for examples treated in former studies of MI simulations: blood flow in an aneurismal aorta with ultrasonic measurement, blood flow in a cerebral aneurism with magnetic resonance measurement, Karman vortex street behind a square cylinder with PIV measurement, and fully developed turbulent flow in a square duct with ideal measurement. Occurrences of destabilization phenomenon in all the examples were well explained by the condition of this study, especially for cases of relatively small time steps and large feedback gains. Furthermore, the new MI simulation scheme realized the analysis without the destabilization phenomenon. The present theoretical result confirming that the destabilization phenomenon is not the instability of the feedback system but that of a numerical scheme is generally applicable to MI simulations using the velocity error for the feedback signal.
Observation of velocity of Antibody-modified HL60 cells on glass plates using the inclined centrifuge microscope

Hiroki SATO, Atsushi SHIRAI, Toshiyuki HAYASE

Proceedings on 4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical ENgineering　62-63　2010年12月
MR-Measurement-Integrated Simulation for Reproduction of Blood Flow in Cerebral Aneurysm 招待有り

K. Funamoto, T. Hayase

Swiss/Japan International Seminar on Medical Engineering Based on Vessel Biology　2010年11月15日
Computer Simulation Predicts the Convective Drug Distribution in the Primate Brainstem

S. Sugiyama, R. Saito, K. Funamoto, Y. Sonoda, T. Kumabe, T. Hayase, T. Tominaga

Proceedings of the tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　98-99　2010年11月2日
Consideration for Simulations of Infusion in Realistic Animal Brain Geometries

J. H. Smith, K. Funamoto, K. A. Starkweather, T. Hayase

Proceedings of the tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　96-97　2010年11月2日
Detection of Microcalcification in Soft Tissue

L. Liu, M. Ogasawara, K. Ozawa, K. Funamoto, M. Ohta, T. Hayase

Proceedings of the tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　80-81　2010年11月2日
Evaluation of Wall Shear Stress on Carotid Artery with Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation

T. Kato, K. Funamoto, T. Hayase, M. Ogasawara, T. Jibiki, H. Hashimoto, K. Miyama

Proceedings of the seventh International Conference on Flow Dynamics　542-543　2010年11月2日
Fluid Analysis of the Mechanism of Fetal Brain Hemorrhage

T. Ito, K. Funamoto, K. Funamoto, K. Tanabe, A. Nakamura, T. Hayase, Y. Kimura

Proceedings of the tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　78-79　2010年11月2日
Left Atrial Appendage

M. Shibata, T. Yambe, T. Yamaguchi, R. Koizumi, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　94-95　2010年11月2日
Design of Version Tree Operators for Sophisticated Visualization Provenance

Issei Fujishiro, Yuriko Takeshima, Yuusuke Seshita, Toshiyuki Hayase

Proceedings of The Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　134-135　2010年11月
Direct Numerical Simulation on the Effects of Free-stream Turbulence on an Isothermal Turbulent Boundary Layer

Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Hiroki Suzuki, Toshiyuki Hayase

Proceedings of The Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　148-149　2010年11月
Experimental Study on Effect of Direction of Endothelial Cells’ Orientation on Motion of HL60 Cells

Haruka URANUMA, Atsushi SHIRAI, Toshiyuki HAYASE

The 7th International Conference on Flow Dynamics　620-621　2010年11月
Measurement-Integrated Simulations Applied to a Co-Flowing Jet

Gabriele Bellani, Fredrik Lundell, Outi Tammisola, Kentaro Imagawa, Hiroshi Higuchi, Toshiyuki Hayase

The 7th International Conference on Flow Dynamics　134-135　2010年11月
Numerical experiment of measurement-integrated simulation to reproduce turbulent flows with feedback loop to dynamically compensate the solution using real flow information 査読有り

Kentaro Imagawa, Toshiyuki Hayase

COMPUTERS & FLUIDS　39　(9)　1439-1450　2010年10月

DOI： 10.1016/j.compfluid.2010.04.012 　

ISSN：0045-7930
The Correlation Between Ultrasonographic Findings and Pathologic Features in Breast Disorders 査読有り

Kentaro Tamaki, Hironobu Sasano, Takanori Ishida, Kazuyuki Ishida, Minoru Miyashita, Motohiro Takeda, Masakazu Amari, Narumi Harada-Shoji, Masaaki Kawai, Toshiyuki Hayase, Nobumitsu Tamaki, Noriaki Ohuchi

JAPANESE JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY　40　(10)　905-912　2010年10月

DOI： 10.1093/jjco/hyq070 　

ISSN：0368-2811
Computational Simulation on Convection-Enhanced Drug Delivery into the Primate Brain

S. Sugiyama, T. Nakayama, K. Funamoto, T. Hayase, T. Tominaga

Abstracts of the 6th World Congress of Biomechanics　578-579　2010年8月4日
ナノテクノロジーを応用したテーラーメイド人工心筋査読有り

山家智之, 白石泰之, 三浦英和, 馬場敦, 井街宏, 早瀬敏幸, 円山重直, 柴田宗一, 三引義明, 大沢上, 佐藤尚

東北医誌　122　65-70　2010年6月
Measurement-Integrated Simulations and Kalman Filter Applied to a Co-Flowing Jet 査読有り

Kentaro Imagawa, Gabriele Bellani, Outi Tammisola, Fredrik Lundell, Hiroshi Higuchi, Toshiyuki Hayase

Seventh International Conference on Flow Dynamics　1-23　2010年6月
Anisotropic In Vitro Vessel Model Using Poly(vinyl Alcohol) Hydro Gel and Mesh Material 査読有り

Lei Liu, Hiroyuki Kosukegawa, Makoto Ohta, Toshiyuki Hayase

JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE　116　(4)　2242-2250　2010年5月

DOI： 10.1002/app.31687 　

ISSN：0021-8995
Determination of Local Fine Structure of Blood Flows by Measurement Coupled Simulation 招待有り

T. Hayase, K. Funamoto, K. Imagawa

Proceedings of 12th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　89-92　2010年3月
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow

K. Imagawa, T. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of 12th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　109-110　2010年3月
Clinical Application of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation for Diagnosis of Carotid Artery

K. Funamoto, T. Kato, T. Hayase, M. Ogasawara, T. Jibiki, H. Hashimoto, K. Miyama

Proceedings of SMART-Tohoku GCOE joint Workshop on Micro & Nano Bioengineering: MIT, NUS, NTU and Tohoku　41-42　2010年1月12日
G0200-1-5 傾斜遠心顕微鏡を用いたガラス平板上におけるHL60の微視的挙動に関する基礎的研究(バイオエンジニアリング部門一般講演(1),社会変革を技術で廻す機械工学)

佐藤博紀, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2010　9-10　2010年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2010.5.0_9 　

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The authors have investigated the adhesion and friction characteristics of the neutrophils on a flat glass plate using the inclined centrifuge microscope. In their studies, however, precise behavior of the neutrophils on the plate has not been observed. In this study, microbeads were attached on the HL60 cells, a model cell of neutrophils, via an antibody as marker particles to observe if the cells were rolling or sliding on the plate. Some cells were observed to roll on the glass plate and showed the stick-slip motion. Influence of stimulation of the HL60 cells by the antibody on their adhesivity to the plate was also investigated with respect to the adhesion ratio. It was shown that the adhesion ratio of the stimulated cells did not change with coating of the plate with the MPC polymer which prevents the cells adhesion, while that of the not-stimulated cells decreased drastically.
Turbulence structure of multiscale generated turbulence by fractal grids and scalar transfer mechanism (2nd report, DNS on the influence of grid parameters on homogeneity, isotropy and intermittency) 査読有り

Hiroki Suzuki, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　76　(772)　2024-2031　2010年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.76.772_2024 　

ISSN：0387-5016
Visual Data Mining for Unsteady Blood Flow Field, 査読有り

S. Morizawa, K. Shimoyama, S. Obayashi, K. Funamoto, T. Hayase

22nd International Conference on Computational Fluid Dynamics 2010 (Parallel CFD 2010)　OE-001　2010年
VISUALIZATION OF MICROCIRCULATION BASED ON BRIGHTNESS VARIATION IN CONTRAST-ENHANCED ULTRASOUND

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Tetsuya Kodama

PROCEEDINGS OF THE ASME SUMMER BIOENGINEERING CONFERENCE, 2010　219-220　2010年

DOI： 10.1115/SBC2010-19349 　
A Stabilization Technique of Wobbly Images Taken by the Inclined Centrifuge Microscope 査読有り

A. Shirai, T. Hayase

6TH WORLD CONGRESS OF BIOMECHANICS (WCB 2010), PTS 1-3　31　1570-1573　2010年

DOI： 10.1007/978-3-642-14515-5_400 　

ISSN：1680-0737
Effect of Measurement Error on Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in an Aortic Aneurysm

K. Funamoto, T. Hayase, Y. Saijo, T. Yambe

6TH WORLD CONGRESS OF BIOMECHANICS (WCB 2010), PTS 1-3　31　1652-+　2010年

ISSN：1680-0737
Experimental Observation of Behavior of Neutrophil-like HL60 Cells on Oriented Endothelial Cells

Haruka Uranuma, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

Proceedings of 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　22-23　2009年12月
Analysis of Clinical Data with Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation

T. Kato, K. Funamoto, T. Hayase, M. Ogasawara, T. Jibiki, H. Hashimoto, K. Miyama

Proceedings of the 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　102-103　2009年12月
Dynamic Characteristics Analysis of Diseased Circulatory System with Lumped Parameter Model 1st Report : Heart Valve Disease

R. Koizumi, T. Hayase, K. Funamoto

Proceedings of the 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　6-7　2009年12月
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in the Aneurismal Aorta

K. Imagawa, T. Hayase, K. Funamoto

Proceedings of the 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　114-115　2009年12月
Three-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood flow Simulation using PVA Carotid Artery Model

T. Suzuki, T. Hayase, K. Funamoto, K. Inoue

Proceedings of the 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　116-117　2009年12月
埋め込み境界法と高精度差分によるフラクタル格子乱流の三次元直接数値計算査読有り

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸

数理科学会論文集　11　(1)　33-38　2009年12月
出版者・発行元：数理科学会
ISSN：1345-5206
Atrial Vortex

M. Shibata, H. Ito, T. Yambe, R. Koizumi, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　64-65　2009年11月5日
Blood Flow Analysis by Measurement-Integrated Simulation

K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　120-121　2009年11月5日
Convection-enhanced Delivery of ACNU under MRI Monitoring against Recurrent Gliomas-Development of Computational Simulation of Drug Distribution

R. Saito, Y. Sonoda, T. Kumabe, K. Funamoto, T. Hayase, T. Tominaga

Proceedings of the 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　72-73　2009年11月5日
Fundamental Study of Convection-Enhanced Delivery Simulation in Rat Brain

J.H. Smith, K. Funamoto, M.V. Racenis, T. Hayase

Proceedings of the 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　70-71　2009年11月5日
フラクタル格子により生成されるマルチスケール誘起乱流の構造とスカラー拡散機構（第１報，DNSによるフラクタル基本形状の影響に関する検討）査読有り

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

日本機械学会論文集（Ｂ編）　75　(755)　1387-1394　2009年7月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.75.755_1387 　

ISSN：0387-5016

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Turbulence characteristics in the spatially developing fractal-generated turbulence are investigated by means of the direct numerical simulation (DNS). Three kinds of fractal grids, namely, cross, I and square types, are numerically constructed using the immersed boundary method. The results show that fractal grids generate high turbulence intensities compared with the classical grid turbulence using a biplane square mesh grid at the same mesh Reynolds number. Among the three types, the fractal square grid is the best to generate nearly homogeneous and isotropic turbulence in the far downstream decaying region. The integral length scale in the fractal generated turbulence remains approximately constant in the decaying region, whereas it grows downstream in the classical grid turbulence. These results are in good agreement with the previous experiments.
Numerical Validation of MR-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in a Cerebral Aneurysm 査読有り

Kenichi Funamoto, Yoshitsugu Suzuki, Toshiyuki Hayase, Takashi Kosugi, Haruo Isoda

ANNALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING　37　(6)　1105-1116　2009年6月

DOI： 10.1007/s10439-009-9689-y 　

ISSN：0090-6964
Effect of Aliasing on Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Three-Dimensional Unsteady Blood Flow

K. Funamoto, T. Hayase, K. Imagawa, Y. Saijo, T. Yambe

Proceedings of the 10th International Symposium of 2007 Tohoku University Global COE Program “Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre”　18-19　2009年4月17日
Fluid-Structure Coupled Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Fluid in Elastic Tube with Contraction

L. Liu, T. Hayase, K. Funamoto

Proceedings of 9th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　106-107　2009年3月
Experimental and Numerical Study of Forward Flight Aerodynamics of Insect Flapping Wing 査読有り

Hiroto Nagai, Koji Isogai, Tatsumi Fujimoto, Toshiyuki Hayase

AIAA JOURNAL　47　(3)　730-742　2009年3月

DOI： 10.2514/1.39462 　

ISSN：0001-1452
J0203-3-2 血管内皮細胞の配向が好中球の挙動に与える影響に関する実験的研究(医療診断のためのマルチスケール血流動態計測と解析(3))

浦沼晴香, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2009　195-196　2009年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2009.6.0_195 　

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Neutrophils tend to adhere and roll on the endothelial cells (ECs) in blood vessels. In the former research, we observed behavior of neutrophil-like HL60 cells on cultured ECs in terms of the adhesion, ratio and moving velocity using the inclined centrifuge microscope. However, ECs exposed to blood flow are said to be oriented to the flow direction. In this study, we observed the motion of HL60s on oriented and on not-oriented ECs to investigate the influence of the orientation on the behavior of HL60s. Consequently, we found that adhesion ratio of HL60s is lower and the mean velocity is higher on the oriented ECs than not-oriented cells.
Atrial Vortex Measurement by Magnetic Resonance Imaging 査読有り

M. Shibata, T. Yambe, Y. Kanke, T. Hayase

13TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOLS 1-3　23　(1-3)　2254-+　2009年

ISSN：1680-0737
Evaluation of Compliance of Poly (vinyl alcohol) Hydrogel for Development of Arterial Biomodeling 査読有り

Kosukegawa, H., Mamada, K., Kuroki, K., Liu, L., Inoue, K., Hayase, T., Ohta, M.

13th International Conference on Biomedical Engineering, Vols 1-3　23　2009年
NUMERICAL EXPERIMENT OF MR-MEASUREMENT-INTEGRATED SIMULATION OF STEADY BLOOD FLOW IN A CEREBRAL ANEURYSM

Kenichi Funamoto, Yoshitsugu Suzuki, Toshiyuki Hayase, Takashi Kosugi, Haruo Isoda

PROCEEDINGS OF THE ASME SUMMER BIOENGINEERING CONFERENCE 2008, PTS A AND B　1089-1090　2009年
Numerical Evaluation of MR-Measurement-Integrated Simulation of Unsteady Hemodynamics in a Cerebral Aneurysm

K. Funamoto, Y. Suzuki, T. Hayase, T. Kosugi, H. Isoda

13TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOLS 1-3　23　(1-3)　2188-+　2009年

ISSN：1680-0737
Numerical Experiment of Transient and Steady Characteristics of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation in Three-Dimensional Blood Flow Analysis 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

ANNALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING　37　(1)　34-49　2009年1月

DOI： 10.1007/s10439-008-9600-2 　

ISSN：0090-6964
有限差分法を用いた平行平板間乱流ＤＮＳの精度向上について(粘性項へのCompactSchemeの導入による散逸領域の高解像度化の試み）査読有り

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

日本機械学会論文集(Ｂ編）　75　(752)　642-649　2009年
出版者・発行元：
DOI： 10.1299/kikaib.75.752_642 　

ISSN：0387-5016
NUMERICAL EXPERIMENT OF MR-MEASUREMENT-INTEGRATED SIMULATION OF STEADY BLOOD FLOW IN A CEREBRAL ANEURYSM 査読有り

Kenichi Funamoto, Yoshitsugu Suzuki, Toshiyuki Hayase, Takashi Kosugi, Haruo Isoda

PROCEEDINGS OF THE ASME SUMMER BIOENGINEERING CONFERENCE 2008, PTS A AND B　1089-1090　2009年
REPRODUCTION OF BLOOD FLOW FIELD BY NUMERICAL SIMULATION INTEGRATED WITH ULTRASONIC MEASUREMENT WITH NOISE 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

PROCEEDINGS OF THE ASME SUMMER BIOENGINEERING CONFERENCE - 2009, PT A AND B　455-456　2009年
Reproduction of Pulse Waveform Measurement using One-dimensional Mathematical Model for Validation of Pulse Diagnosis

Tsutomu Nakanishi, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

Proceedings of GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　9-10　2008年12月
Anisotropic Hybrid Blood Vessel Model using Poly (Vinyl Alcohol) Hydro Gel and Mesh Material

Lei Liu, Hiroyuki Kosukegawa, Makoto Ohta, Toshiyuki Hayase

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　19-20　2008年12月
Development of Poly (Vinyl Alchol) Gel with in vivo Acoustic Properties

O. Yamashita, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　30-31　2008年12月
Effect of Vertical Distribution of Shear Stress Generated by Flow or Centrifugal Force on Orientation of Cultured Endothelial Cell

Manabu Saito, Toshiyuki Hayase, Kousuke Inoue, Motohiro Takeda

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　38-39　2008年12月
Formulation of Linearized Error Dynamics Equation of Measurement-Integrated Simulation

Kentaro Imagawa, Toshiyuki Hayase

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　36-37　2008年12月
Measurement of Friction Characteristics of Neutrophils on MPC Polymer with the Inclined Centrifuge Microscope

Takashi Umimoto, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　11-12　2008年12月
Physics Data Mining for Three-Dimensional Unsteady Blood Flow Field in an Aneurysmal Aorta

S. Morizawa, K. Shimoyama, S. Obayashi, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of the 8th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　74-75　2008年12月
Reproduction of Three-Dimensional Flow with Karman Vortex Street by Integrating Flow Simulation and Pressure Measurement

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase

Proceedings of Eighth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　50-51　2008年12月
Numerical simulation of distribution of neutrophils in a lattice alveolar capillary network 査読有り

Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

Respiratory Physiology & Neurobiology　doi:10.1016/j.resp.2008.1　1-11　2008年11月
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Measurement Integrated Simulation to Reproduce Real Flows

Kentaro Imagawa, Toshiyuki Hayase

61st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics　2008年11月
Measurement-Integrated Simulation of Three-Dimensional Flow Behind a Square Cylinder Using Pressure Measurement on the Cylinder

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase

Bulletin of the Americal Physical Society　53　(15)　36-37　2008年11月
Direct numerical simulation of turbulent mixing in grid-generated turbulence 査読有り

Kouji Nagata, Hiroki Suzuki, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase, Takashi Kubo

PHYSICA SCRIPTA　T132　2008年10月

DOI： 10.1088/0031-8949/2008/T132/014054 　

ISSN：0031-8949
Frictional characteristics of erythrocytes on coated glass plates subject to inclined centrifugal forces 査読有り

Takashi Kandori, Toshiyuki Hayase, Kousuke Inoue, Kenichi Funamoto, Takanori Takeno, Makoto Ohta, Motohiro Takeda, Atsushi Shirai

JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　130　(5)　051007-1-8　2008年10月

DOI： 10.1115/1.2948420 　

ISSN：0148-0731
Estimation of Unsteady Blood Flow Rate in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation －Effect of Estimation Precision on Reproducibility of Blood Flow

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase

International Symposium on Nano-Biomedical Engineering, 7th International Symposium of 2007 Tohoku University Global COE Program “Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　36-37　2008年10月
Numerical experiment for Ultrasonic-Measurement-Integrated simulation of three-dimensional unsteady blood flow 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

ANNALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING　36　(8)　1383-1397　2008年8月

DOI： 10.1007/s10439-008-9519-7 　

ISSN：0090-6964
圧力測定孔の動特性と波形復元（第１報，オリフィスモデルを用いた場合）査読有り

廣瀬圭, 飯村彧郎, 佐々木芳宏, 土岐仁, 早瀬敏幸, 林叡, 畑中浩

日本フルードパワーシステム学会論文集　39　(4)　1-6　2008年7月
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/jfps.39.61 　

ISSN：1346-7719

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This paper proposes a restoration method for the pneumatic pressure signal distorted due to dynamics of a cavity-mounted pressure sensing system, in order to obtain the "correct" or true pressure waveform to be sensed directly at the measuring point. Restoration is performed in the time domain by computing the output waveform of the "inverse transfer function" for the sensing system whose input is the actual, distorted signal from the system. For a relatively short (or thin) hole, restoration is to evaluate the left-hand side of a second order nonlinear differential equation itself. The restored pressure signal form has excellent agreement with the directly measured original one over a wide range of signal frequencies and amplitudes, or, despite overshoot and delay to a step-like change of the pressure.
Effect of Feedback Data Rate in PIV Measurement-Integrated Simulation 査読有り

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase, Hiroshi Higuchi

Journal of Fluid Science and Technology　3　(4)　477-487　2008年6月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jfst.3.477 　

ISSN：1880-5558

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This paper deals with measurement-integrated (MI) simulation, which is based on the observer in dynamical system theory to obtain the exact and detailed information of real flows. In this study, we propose the MI simulation coupled with Particle Image Velocimetry (PIV) for a flow with the Karman vortex street behind a square cylinder at Reynolds number of 1200 based on the cylinder width. The validity of the PIV-MI simulation is first examined in two-dimensional numerical experiment. The effect of feedback data rate is investigated by changing the feedback frequency and the feedback area. Then effectiveness of the PIV-MI simulation is validated in experiment. As a result, the PIV-MI simulation with full feedback shows good agreement with the standard solution for both the mean velocity and the velocity fluctuation. From the viewpoint of the reduced feedback data rate, spatially limited feedback shows better results than temporarily limited feedback. It is also confirmed that the information around the cylinder is important to reproduce the wake behind the cylinder. In the result of the experimental validation, the PIV-MI simulation reproduces the experimentally obtained flow field, showing the same effect of the feedback in accordance with the numerical experiment.
Development of Material Close to Anatomy: Experimental Apparatus to Measure Acoustic Properties

O. Yamashita, K. Funamoto, T. Hayase

Proceedings of Tohoku-NUS Student Joint Symposium　6-7　2008年5月
ホバリング飛行における3次元羽ばたき翼の非定常空気力の測定 : 第2報, 台形波型と正弦波型羽ばたき運動の比較査読有り

永井弘人, 伊藤匠, 三浦慶太, 早瀬敏幸, 磯貝紘二

日本機械学會論文集. B編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. B　74　(739)　536-544　2008年3月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.74.536 　

ISSN：0387-5016

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An experimental study of the aerodynamic characteristics of 3-dimensional flapping wing in hovering flight is conducted. Lift and power are measured in water on a scaled flapping wing of bumblebee. Two types of flapping motion are employed. One is a trapezoidal type of flapping motion which consists of translational, reversal and rotational phases; the other is a sinusoidal type of flapping motion, in which a wing is rotating continuously. The results show that the trapezoidal type has higher efficiency than the sinusoidal type. The shorter rotational phase enhances a fluid force normal to the wing surface. However, the rotational phase during the flapping translational phase contributes the increase of power rather than that of lift. This is because the enhanced fluid force vector due to the rotational phase is directed to the stroke plane, which requires more flapping power. In order to attain higher efficiency in hovering flight, the rotational phase should be done during the reversal phase rather than the flapping translational phase.
Accuracy Verification of Ultrasonic Measurement for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation Using Poly (vinyl alcohol) Hydrogel Straight Tube Phantom

Lei Liu, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta, Kosuke Inoue

5th International Symposium on Tohoku University Global COE Program Global Nano-Biomedical Engineering Education and research Network Centre　2008年3月
Determination of Fine Structure of Blood Flows by Coupling Measurement and Simulation

Toshiyuki Hayase

5th International Symposium on Tohoku University Global COE Program Global Nano-Biomedical Engineering Education and research Network Centre　2008年3月
Accuracy Verification of Ultrasonic Measurement for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation Using Poly (vinyl alcohol) Hydrogel Straight Tube Phantom

Lei Liu, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta, Kosuke Inoue

5th International Symposium on Global COE Program Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　103-106　2008年3月
Numerical Evaluation of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow

K. Funamoto, T. Hayase, Y. Saijo, T. Yambe

Proceedings of the 5th International Bio-Fluid Symposium and Workshop　116-117　2008年3月
直角二連分岐管内流れの振動発生の実験的研究査読有り

是松大樹, 奈良橋英樹, 生井智章, 藤井亀, 早瀬敏幸, 山口隆平

日本機械学会論文集（Ｂ編）　74　(738)　280-285　2008年2月

DOI： 10.1299/kikaib.74.280 　
ハイブリッド風洞による角柱後流のカルマン渦列の非定常圧力場の再現査読有り

山縣貴幸, 柴田光, 早瀬敏幸, Kasper SMIT

日本機械学会論文集（Ｂ編）　74　(738)　362-369　2008年2月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.74.362 　

ISSN：0387-5016

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This paper deals with the hybrid wind tunnel which combines wind tunnel experiment and numerical simulation to obtain the exact and detailed information of real flows. The hybrid wind tunnel, which is based on the observer theory, utilizes partial pressure measurement of a real flow for the numerical simulation. The measured pressure is included by the simulation through a feedback loop to overcome the difficulty of specifying exact boundary or initial conditions as well as the effect of modeling error. In this paper, the reproducibility of a pressure field on the hybrid wind tunnel, which treats a fundamental flow with the Karman vortex street behind a square cylinder, is investigated by comparison with pressure measurement on the side wall of the wind tunnel. As compared with ordinary simulation, mean pressure and pressure fluctuation reproduced by the hybrid wind tunnel agree well with that of experiment with large time steps which are inappropriate for ordinary simulations. Especially, the oscillation of the pressure synchronizes with that of experiment at -4D≦x≦3D (D: cylinder width) on the side wall of the wind tunnel, showing positive correlation with the experiment. The reduction of computational cost by using large time steps enables the hybrid wind tunnel to perform real time analysis of real flows.
Examples of Collaborative Japan- U.S. Fluids Information Triad Research 招待有り

Hiroshi Higuchi, Toshiyuki Hayase

46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition　2008年1月9日
フラクタル格子乱流による乱流熱輸送の直接数値計算

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

化学工学会研究発表講演要旨集　2008　577-577　2008年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2008f.0.577.0 　
フラクタル格子乱流の直接数値シミュレーション

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

化学工学会研究発表講演要旨集　2008　5-5　2008年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2008.0.5.0 　
Measurement of unsteady aerodynamic force of 3d flapping wing in hovering to forward flight

Hiroto Nagai, Koji Isogai, Toshiyuki Hayase

ICAS Secretariat - 26th Congress of International Council of the Aeronautical Sciences 2008, ICAS 2008　5　800-810　2008年
Direct numerical simulation of turbulent mixing in grid-generated turbulence 査読有り

Kouji Nagata, Hiroki Suzuki, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase, Takashi Kubo

Physica Scripta T　T132　2008年

DOI： 10.1088/0031-8949/2008/T132/014054 　

ISSN：0281-1847
脈診の科学的検証のための一次元数学モデルの構築査読有り

鳴海賢太郎, 中西勉, 白井敦, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集（Ｂ編）　74　(737)　142-148　2008年1月

DOI： 10.1299/kikaib.74.142 　
Examples of Collaborative Japan- U.S. Fluids Information Triad Research (Invited) 招待有り

Hiroshi Higuchi, Toshiyuki Hayase

46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit　1-9　2008年1月
Measurements of Dynamic Viscoelasticity of Poly (vinyl alcohol) Hydrogel for the Development of Blood Vessel Biomodeling 査読有り

Hiroyuki KOSUKEGAWA, Keisuke MAMADA, Kanju KUROKI, Lei LIU, Kosuke INOUE, Toshiyuki HAYASE, Makoto OHTA

Journal of Fluid Science and Technology　3　(4)　533-543　2008年1月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jfst.3.533 　

ISSN：1880-5558

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In vitro blood vessel biomodeling with realistic mechanical properties and geometrical structures is helpful for training in surgical procedures, especial those used in endovascular treatment. Poly (vinyl alcohol) hydrogel (PVA-H), which is made of Poly (vinyl alcohol) (PVA) and water, may be useful as a material for blood vessel biomodeling due to its low surface friction resistance and good transparency. In order to simulate the mechanical properties of blood vessels, measurements of mechanical properties of PVA-H were carried out with a dynamic mechanical analyzer, and the storage modulus (G') and loss modulus (G") of PVA-H were obtained. PVA-Hs were prepared by the low-temperature crystallization method. They were made of PVA with various concentrations (C) and degrees of polymerization (DP), and made by blending two kinds of PVA having different DP or saponification values (SV). The G' and G" of PVA-H increased, as the C or DP of PVA increased, or as the proportion of PVA with higher DP or SV increased. These results indicate that it is possible to obtain PVA-H with desirable dynamic viscoelasticity. Furthermore, it is suggested that PVA-H is stable in the temperature range of 0°C to 40°C, indicating that biomodeling made of PVA-H should be available at 37°C, the physiological temperature. The dynamic viscoelasticity of PVA-H obtained was similar to that of the dog blood vessel measured in previous reports. In conclusion, PVA-H is suggested to be useful as a material of blood vessel biomodeling.
Numerical Experiment for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Developed Laminar Pipe Flow Using Axisymmetric Model 査読有り

Lei Liu, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase

Journal of Biomechanical Science and Engineering　3　(2)　101-115　2008年

DOI： 10.1299/jbse.3.101 　

ISSN：1880-9863
Experimental Validation of Color Doppler Velocity Measurement for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow 査読有り

Lei Liu, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta, Kosuke Inoue

Journal of Biomechanical Science and Engineering　3　(2)　161-175　2008年

DOI： 10.1299/jbse.3.161 　

ISSN：1880-9863
ホバリング飛行における3次元羽ばたき翼の非定常空気力の測定 : 第1報, レイノルズ数, 無次元振動数, 翼平面形状の影響査読有り

永井弘人, 伊藤匠, 三浦慶太, 早瀬敏幸, 磯貝紘二

日本機械学會論文集. B編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. B　73　(736)　2450-2458　2007年12月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.73.2450 　

ISSN：0387-5016

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An experimental study of the aerodynamic characteristics of 3-dimensional flapping wing in hovering flight is conducted in the wide range of parameters, which are Reynolds number, reduced frequency and wing planforms. Lift and power are measured on scaled flapping wings, which mimic bumblebee and cicada wings, and which are delta wings with different locations of maximum chord. The results show that lift and power (1) are almost unchanged in Re=800-5 000, (2) increase as the reduced frequency increases, although the effeciency is constant, and (3) increase as the location of maximum chord moves from wing base to tip, although the effeciency decreases.
Measurement of Mechanical Properties of Poly (vinyl alcohol) Hyrdogel for Development of Blood Vessel Biomodeling 査読有り

Hiroyuki KOSUKEGAWA, Keisuke MAMADA, kanju KUROKI, Lei LIU, Kosuke INOUE, Toshiyuki HAYASE, Makoto Ohta

Proceedings of The Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and The Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　50-51　2007年12月
Three-Dimensional Flow Simulation around a Deformed Red Blood Cell Moving on a Flat Plate

Yuki Okuyama, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto

Proceedings of the 7th International Symposium on Advanced Fluid Information and the 4th International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2007)　60-61　2007年12月
Effects of Number of Feedback Points in PIV Measurement-Integrated Simulation

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase, Hiroshi Higuchi

Proceedings of The Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and The Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　232-235　2007年12月
Effect of Time Resolution of Measurement on Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Three-Dimensional Unsteady Blood Flow in an Aneurysmal Aorta

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the 3rd Tohoku-NUS Joint Symposium on Nano-Biomedical Engineering in the East Asian-Pacific Rim Region　13-16　2007年12月
Measurement of Unsteady Aerodynamic Forces on 3D Flapping Wing (Comparison between Rotational and Sinusoidal Flapping Motions)

Hiroto Nagai, Koji Isogai, Toshiyuki Hayase

JSASS-KSAS Joint International Symposium on Aerospace Engineering　284-287　2007年10月
Overview of Nano-Biomechanics Group in Global Nano-Biomedical Engineering Network Centre 招待有り

Toshiyuki Hayase

2nd International Symposium on 2007 Tohoku University Global COE Program Global Nano-Biomedical Engineering Education and research Network Centre　13-16　2007年9月
ナノバブルと高周波超音波による腫瘍内血管の三次元画像の構築(Construction of three-dimentional image of intratumoral vessel using high-frequency contrast-enhanced micro-ultrasound)

冨田典子, 堀江佐知子, 渡邊夕紀子, 船本健一, 早瀬敏幸, 大木宏介, 森川秀広, 小野栄夫, 森士朗, 小玉哲也

日本癌学会総会記事　66回　353-353　2007年8月
出版者・発行元：日本癌学会
ISSN：0546-0476
鍼灸所見の臨床的意義と客観化六部定位の脈診について脈波情報の客観化と脈診招待有り査読有り

丸山満也, 金野敏, 仁田新一, 高島充, 白石泰之, 山家智之, 関隆志, 荒井啓行, 太田信, 劉磊, 白井敦, 早瀬敏幸

全日本鍼灸学会雑誌　57　(2)　116-118　2007年5月
出版者・発行元： The Japan Society of Acupuncture and Moxibustion
DOI： 10.3777/jjsam.57.110 　

ISSN：0285-9955

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本シンポジウムでは、手首の橈骨動脈の脈状から内臓臓器の機能を知るということは可能かという設問に対して、さまざまな立場の専門家が見解を述べた。小川は脈診の臨床的意義を明らかにするためには、脈診の診断法としての再現性と、その証に基づく治療が臨床医学的観点からより有効であることの証明が必要とした。木戸は脈診トレーニング法を紹介し、それに基づく臨床試験の試みから、脈診の診断・治療上の意義を明らかにした。丸山は、圧センサを用いた脈波情報の計測と数値モデル解析による脈診の客観化の試みを紹介し、その限界とともに将来の客観化の可能性に言及した。智原は、脈診で用いられる橈骨動脈で検出される圧脈波のもつ意味について、病態生理学的観点を交えてさまざまな可能性を示し、その情報が全身状態を反映する可能性を認めながらも、その対応は1 : 1ではないことを指摘した。最後に脈診に関する実験的検討の必要性が確認された。
Studies on Funstional Biomodeling of Cerebral Artery with Mechanical Properties using Poly (vinyl alcohole) Hydro-gel 査読有り

Hiroyuki KOSUKEGAWA, Keisuke MAMADA, Lei LIU, Kanju KUROKI, Toshiyuki HAYASE, Makoto OHTA

The 4th International Intracranial Stent Meeting ICS07 PROGRAM&ABSTRACTS　39-40　2007年4月
1122 肺毛細血管網における好中球の停滞時間が濃度上昇に与える影響(J05-1 血液循環系のバイオエンジニアリング:医療技術への展開(1),J05 血液循環系のバイオエンジニアリング:医療技術への展開)

白井敦, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2007　83-84　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2007.6.0_83 　

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Neutrophils can be retained in pulmonary capillaries causing higher concentration than in systemic circulation, and it is thought to be due to the cells' low deformability in passing through narrow capillaries. The authors numerically simulated flow of neutrophils through a simple capillary network model taking into consideration the cells deformability. However, in the simulation, the concentration ratio of the cells between those in the network and those injected into the network was less than a half of the experimentally obtained value. Other possible factors for the long retention time are friction or plasma leak between the cells and the endothelium of the capillaries. In this paper, these effects were simply modeled to introduce into the simulation and their contribution to the increase in the concentration was numerically investigated. Consequently, it was found that the concentration ratio has an upper limit, and it increases only in the case large amount of plasma leak.
1310 協調的可視化環境のプロトタイピングと流体融合研究への適用(J02-2 流体情報学と知的可視化(2),J02 流体情報学と知的可視化)

藤代一成, 竹島由里子, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2007　175-176　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2007.6.0_175 　

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In this paper, we present the prototype of a novel cooperative visualization environment, called VIDELICET (<VI>___-sualization <DE>___-sign and <LI>___-fe C__-yclE__- managemenT__-), and explore datasets from transdisciplinary fluid integration research to illustrate the effective usage of the system.
1518 直角二連分岐管内流れの振動発生の研究(J11-4 流体連成振動(1),J11 流体関連の騒音と振動)

奈良橋英樹, 是松大樹, 生井智章, 早瀬敏幸, 山口隆平

年次大会講演論文集　2007　101-102　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2007.7.0_101 　

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In the previous study, it was clarified in the right-angle branch with single side branch that the velocity periodically oscillates in the side branch, and the Strouhal number is independent of cross-sectional area ratio, the flow division ratio of main branch to side branch, and the Reynolds number. In the present study, the flow structure in the right angle branch with double side branch has been experimentally studied in laminar steady flow using laser Doppler anemometer and particle image velocimetry. Consequently, the velocity periodically also oscillates in both side branches, and the Strouhal number is independent of the Reynolds number although the Strouhal number in the downstream side branch is a little larger than that in the upstream side branch. It has been clarified that the flow oscillation in the right-angle branch is a characteristic phenomenon caused from the geometry of right-angle branch and the factor inducing oscillation would be high shear rate.
156 傾斜遠心顕微鏡による皮膜基板上の赤血球の摩擦特性計測(バイオエンジニアリングI) 査読有り

神取孝司, 井上浩介, 早瀬敏幸, 高木敏行, 竹野貴法, 太田信, 武田元博

東北支部総会・講演会講演論文集　2007　(0)　111-112　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmeth.2007.42.111 　
161 脈診の数値モデル構築のための基礎的研究(バイオエンジニアリングII) 査読有り

鳴海賢太郎, 仁田新一, 中西勉, 劉磊, 白井敦, 早瀬敏幸, 太田信, 金野敏, 川田浩, 丸山満也

東北支部総会・講演会講演論文集　2007　(0)　121-122　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmeth.2007.42.121 　
Effect of neutrophils retention time in capillaries on increase in their concentration in a lattice capillary network model 査読有り

Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

PROCEEDING OF THE ASME SUMMER BIOENGINEERING CONFERENCE - 2007　431-432　2007年
Experimental Validation of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation for Blood Flow in Aorta 招待有り

Lei Liu, Kosuke Inoue, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

Future Medical Engineering Based on Bionanotechnology　Eds. Esashi, M., Ishii, K., Oh　981-986　2007年1月
Development of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation System for Complex Blood Flows 招待有り

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase

Future Medical Engineering Based on Bionanotechnology　Eds. Esashi, M., Ishii, K., Oh　1045-1051　2007年1月
Numerical simulation of flow for viscoelastic neutrophil models in a rectangular capillary network: Effects of capillary shape and cell stiffness on transit time 査読有り

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Technology and Health Care　15　(2)　131-146　2007年

ISSN：0928-7329
Accuracy of Ultrasonic-Measurement-Integrated simulation for three-dimensional blood flow in aneurysmal aorta 査読有り

K. Funamoto, T. Hayase, Y. Saijo, T. Yambe

FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT ASME/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE, VOL 2, PTS A AND B　733-738　2007年

DOI： 10.1115/FEDSM2007-37497 　
Effect of retention time of neutrophils in alveolar capillaries on increase in their concentration in the capillary network 査読有り

A. Shirai, T. Hayase

FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT ASME/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE, VOL 2, PTS A AND B　773-778　2007年

DOI： 10.1115/FEDSM2007-37653 　
Fundamental numerical experiment for validation of ultrasonic-measurement-integrated simulation using straight tube model 査読有り

L. Liu, T. Hayase

FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT ASME/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE, VOL 2, PTS A AND B　739-742　2007年

DOI： 10.1115/FEDSM2007-37559 　
Direct numerical simulation of turbulent boundary layer downstream of turbulence-generating grid 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, T. Kubo

FEDSM 2007: PROCEEDINGS OF THE 5TH JOINT ASME/JSME FLUIDS ENGINEERING SUMMER CONFERENCE, VOL 2, PTS A AND B　1407-1411　2007年

DOI： 10.1115/FEDSM2007-37433 　
Application of Ultrasonic Measurement to PVA-H Tissue-mimicking phantom

Liu L, Inoue, K, Hayase, T, Ohta, M

The 2nd Tohoku-NUS Joint Symposium on the Future Nano-medicine and Bioengineering in the East Asian Region　97-98　2006年12月
Fundamental Study ofUltrasonic-Mesurement-Integrated Simulation: Numerical Experimant and Experimantal Applicatin with PVA Straight Pipe Model 査読有り

Lei LIU, Kosuke INOUE, Toshiyuki HAYASE, Makoto OHTA

Proceedings of the 6th International Symposium on Advanced Fluid Information,　53-54　2006年12月
3次元PIVデータによる脳内速度分布の定量的解析

村上洋紀, 太田信, 早瀬敏幸, 加藤琢真, 小杉隆司, 礒田治夫

第22回に本能神経血管内治療学会　157　2006年11月
Numerical simulation of noninvasive blood pressure measurement 査読有り

Satoru Hayashi, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai, Masaru Maruyama

JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　128　(5)　680-687　2006年10月

DOI： 10.1115/1.2241592 　

ISSN：0148-0731
Numerical simulation of 3-D deformation of a neutrophil in a rectangular microchannel

Atsushi SHIRAI, Sunao MASUDA, Toshiyuki HAYASE

Journal of Biomechanics (Abstract of the 5th World Congress of Biomechanics)　333-CD-ROM　2006年8月
Improvement of Accuracy of Blood Flow Simulation by Integrating Measurement Using Ultrasonic Doppler Method

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the 5th World Congress of Biomechanics　CD-ROM　2006年7月
3-D Numerical Simulation of Flow of a Neutrophil for the Retention Time in a Moderate Constriction of a Rectangular Microchannel 査読有り

Atsushi Shirai, Sunao Masuda, Toshiyuki Hayase

Proceedings of ASME 2006 Summer Bioengineering Conference (CD-ROM)　1-2　2006年6月
Fundamental study of transient characteristics of ultrasonic-measurement-integrated simulaiton toward reproduction of unsteady blood flows 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of ASME 2006 Summer Bioengineering Conference(CD-ROM)　1-2　2006年6月
Numerical study on variation of feedback methods in ultrasonic-measurement-integrated simulation of blood flow in the aneurysmal aorta 査読有り

K Funamoto, T Hayase, Y Saijo, T Yambe

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING　49　(1)　144-155　2006年3月

DOI： 10.1299/jsmec.49.144 　

ISSN：1344-7653
634 矩形流路における好中球の流動に関する数値解析 : 流路断面形状が通過時間に与える影響(G02-6 シミュレーション(1),G02 バイオエンジニアリング)

白井敦, 増田直, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2006　189-190　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2006.5.0_189 　

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Transit characteristics of neutrophils through narrow capillaries is the fundamental knowledge for the understanding of the behavior of the cells in immune system in lungs. Authors have developed a simple mathematical model to predict the transit time of the cell through a capillary segment considering the cell as a visco-elastic sphere and the segment as an axisymmetric moderate constriction in a straight pipe. However, the real capillaries do not have the perfect circle cross section, and thus, the cell has to deform three dimensionally in passing through it. In this paper, the capillary is considered to be a moderate constriction in a rectangular channel, and flow of the cell through the constriction is numerically investigated in terms of the transit time for some combinations of the minimum width of the constriction and height of the channel. The transit time is compared with the axisymmetric model to show the effect of cross section of the channel on the transit time.
637 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究 : 第6報:3次元非定常血流解析(G02-6 シミュレーション(1),G02 バイオエンジニアリング)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

年次大会講演論文集　2006　195-196　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2006.5.0_195 　

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Development and progress of circulatory diseases are closely related to the hemodynamics in the blood vessel. However, detailed and accurate information of blood flow field has yet to be obtained due to the limitations both in measurement and numerical simulation. Hence, we have proposed the Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) simulation. In this method, feedback signals derived from the difference between measured and computed Doppler velocities are fed back to the numerical simulation. The transient and steady characteristics of the UMI simulation have been revealed. In this paper, we performed the numerical experiment aiming at the reproduction of the three-dimensional unsteady flow field. As the result, the application of the feedback in the UMI simulation made the computational results converge and trace to the model of real blood flow.
3709 直角二連分岐枝管内における振動発生現象の実験的解析(J13-1 流動励起振動1(管内流れによる振動),J13 流体関連の騒音と振動)

是松大樹, 奈良橋英樹, 早瀬敏幸, 山口隆平

年次大会講演論文集　2006　45-46　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2006.7.0_45 　

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The flow structure in the right-angled branch with double side branch has been experimentally studied in laminar steady flow with laser doppler anemometer and particle image velocimetry. In the study of the right-angled branch with single side branch, it was clarified that the velocity periodically oscillates in the side branch, and the Strouhal number is independent of cross-sectional area ratio, the flow division ratio of main branch to side branch, and the Reynolds number. Periodical oscillation appears in the separation shearing layer, and a factor of oscillation is high shear rate. In this study, the factor of oscillation phenomena was examined in right-angled branch with double side branch.
S-14 超音波による心臓・血管の中の流れの医工学的解析(特別企画II(要望演題5) 逆流性疾患・閉塞性疾患・拡張性疾患に対する治療戦略-管と流れと-,第43回日本小児外科学会総会)

西條芳文, 白石泰之, 関根一光, 山家智之, 田中元直, 田林晄一, 早瀬敏幸, 船本健一, 大槻茂雄, 菅原重生

日本小児外科学会雑誌　42　(3)　355-355　2006年
出版者・発行元：特定非営利活動法人日本小児外科学会
DOI： 10.11164/jjsps.42.3_355_2 　
Numerical Simulation of Flow and Deformation of a Neutrophil Passing Through a Constriction in a Fine Capillary

Atsushi SHIRAI, Ryo FUJITA, Toshiyuki HAYASE

Reports of the Institute of Fluid Science, Tohoku University　18　2006年

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Published in the Proc. 5th JSME-KSME Fluid Eng. Conf., (2002).
B108 脈診における脈波情報の取得に関する数学モデルの構築と実験による検証(B1-2 血流・微小循環)

鳴海賢太郎, 丸山満也, 白石泰之, 仁田新一, 中西勉, 劉磊, 井上浩介, 白井敦, 早瀬敏幸, 太田信, 金野敏, 川田浩

バイオフロンティア講演会講演論文集　2006　(0)　55-56　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2006.17.55 　

ISSN：1348-2939
Blood Flow Simulation Coupled with Ultrasonic Measurement

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto

Proceedings of the 1st Japan Korea Student Workshop　2　2006年
3次元泳動特性解析法を用いたらせん型磁気マイクロマシンの形状設計査読有り

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本機械学会論文集C　72　(723)　3555-3560　2006年

DOI： 10.1299/kikaic.72.3555 　

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通研インポート200703
直角分岐管内に流体振動を誘起するはく離高せん断流査読有り

山口隆平, 島根丈ニ, 斉藤修一, 平岡紀通, 藤井亀, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集　72　(713)　75-80　2006年1月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.72.75 　

ISSN：0387-5016

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In the previous study, it has been clarified in the right-angle branch that the periodical oscillation flow is induced in the side branch and the Strouhal number based on the variables in the side branch is independent of the Reynolds number, the flow division ratio, and the radius of the side branch. This periodical oscillation appears along the boundary between two pairs of vortices with the opposite rotation at the cross section of the side branch across the separation flow. In the present study, another source of the periodical oscillation is experimentally clarified that the high shear rate flow is induced along the separation shearing layer between the separation flow of low velocity and the main flow with high velocity along the distal wall in the side branch since the high shear rate along this separation shearing layer is several times as large as that in the upstream trunk or in the downstream region of the side branch.
Numerical realization of blood flow in aneurysmal aorta by integrating measurement and simulation 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Takayuki Yamagata, Lei Liu, Atsushi Shirai, Makoto Ohta, Kosuke Inoue, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

FUTURE MEDICAL ENGINEERING BASED ON BIONANOTECHNOLOGY, PROCEEDINGS　Eds. Esashi, M., Ishii, K., Oh　857-+　2006年
Development of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation System for Complex Blood flows

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the Fifth International Symposium of Advanced Fluid Information　61-62　2005年12月
Effect of Ultrasound Probe Placement in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flows 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the 12th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME 2005)　CD-ROM　1-4　2005年12月
Moderate Constriction Model for Neutrophils Flow in Pulmonary Capillaries

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Proceedings of The 7th International Symposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology (21st Century COE Program) in The 12th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME2005)　60-61　2005年12月
Adaptive Visualization of Measurement-Integrated Simulation of Karman Vortex Street Based on Critical Points

Yuriko Takeshima, Hikaru Shibata, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the Fifth International Symposium on Advanced Fluid information, AFI-2005　94-95　2005年12月
Development of Fundamental Technologies with Use of In-Vitro and In-Silico Models for Endovascular Treatments

Makoto Ohta, Daniel A. Ruefenacht, Pedro Lylyk, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi

Proceedings of the Fifth International Symposium on Advanced Fluid information, AFI-2005　32-35　2005年12月
Numerical Analysis of Effect of Cross-section of Microchannel on Transit Characteristics of a Neutrophil

Sunao Masuda, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the Fifth International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2005　64-65　2005年12月
Transdisciplinary Methodology Integrating Measurement and Simulation in Application of Complex Biomedical Flows 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Takayuki Yamagata, Lei Liu, Atsushi Shirai, Makoto Ohta, Kosuke Inoue, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the Fifth International Symposium on Advanced Fluid information, AFI-2005　36-39　2005年12月
Development of a functional vessel biomodelling with Poly (vinyl alcohol) Hydrogel for in-vitro simulation 査読有り

Lei Liu, Kousuke Inoue, Toshiyuki Hayase, Akira Handa, Edouard Fonck, Fumio Asakura, Stephan G. Wetzel, German Abdo, Hasan Yilmaz, Karl-Olof. Lovblad, Luca Augsburger, Daniel A. Rüfenacht, Hiroo Iwata, Suong-Hyu Hyon, Sadami Tsutsumi

The 6th international symposium on future medical engineering based on Bio-nanotechnology (21st Century COE program)　31-32　2005年11月21日
Effect of Feedback Domain in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation on Reproduction of Blood Flow Field in an Aneurysmal Aorta

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the 6th International Symposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology　62-63　2005年11月
Numerical Simulation for Spatial Distribution of Neutrophils in a Capillary Network

Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the 6th International Symposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology　60-61　2005年11月
Experimental Validation of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation for Blood Flow in Aorta

Lei Liu, Kosuke Inoue, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta

Proceedings of Second International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration, TFI-2005　37　2005年10月
Variation of wall shear stress and periodic oscillations induced in the right-angle branch during laminar steady flow 査読有り

R Yamaguchi, T Mashima, H Amagai, H Fujii, T Hayase, K Tanishita

JOURNAL OF FLUIDS ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　127　(5)　1013-1020　2005年9月

DOI： 10.1115/1.1852480 　

ISSN：0098-2202
Reproduction of Instantaneous Distributions of Turbulent Flow by Simulation Integrated with Measurement 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kentaro Imagawa

Proceedings of Mechanical Engineering Congress, 2005, Japan (MECJ-05)　8　277　2005年9月
Reproduction of Exact Turbulent Flow Structure Using Measurement-integrated Simulation 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kentaro Imagawa

Conference Proceedings of 8th U.S. National Congress on Computational Mechanics　CD-ROM　1　2005年7月
PVAによる、In-vitro 脳動脈瘤モデルの開発

太田信, 劉磊, 早瀬敏幸, 半田明, RUFENACHT D. A., 岩田博夫, 堤定美

日本バイオレオロジー学会年会抄録集　28　(s)　36-36　2005年6月30日
Inclined Centrifuge Microscope For Measuring Frictional Characteristics Of Red Blood Cells Moving On Glass Plate In Plasma 査読有り

Toshiyuki Hayase, Hidekatsu Sugiyama, Takayuki Yamagata, Kosuke Inoue, Atsushi Shirai, Motohiro Takeda

Proceedings of the 2005 Summer Bioengineering Conference　CD-ROM　1-2　2005年6月
Three-Dimensional Numerical Analysis Of Plasma Flow Around A Neutrophil In A Microchannel 査読有り

Atsushi Shirai, Sunao Masuda, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the 2005 Summer Bioengineering Conference　CD-ROM　1-2　2005年6月
Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation For Reproduction Of Three-Dimensional Blood Flow Field In The Aorta With Aneurysm 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the 2005 Summer Bioengineering Conference　CD-ROM　1-2　2005年6月
Fundamental study of ultrasonic-measurement-integrated simulation of real blood flow in the aorta 査読有り

K Funamoto, T Hayase, A Shirai, Y Saijo, T Yambe

ANNALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING　33　(4)　415-428　2005年4月

DOI： 10.1007/s10439-005-2495-2 　

ISSN：0090-6964
Effect of Density of Monitoring Points for Feedback in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in the Aorta with Aneurysm 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of the Third IASTED International Conference on Biomedical Engineering (BioMED 2005)　118-123　2005年2月17日
Flow Simulation of Neutrophils in Capillary Network (Effect of Capillary Geometry on Transit Time of Cells Through Network) 査読有り

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the Third IASTED International Conference on Biomedical Engineering (BioMED 2005)　284-289　2005年2月17日
Numerical realization for analysis of real flows by integrating computation and measurement 査読有り

T Hayase, K Nisugi, A Shirai

INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN FLUIDS　47　(6-7)　543-559　2005年2月

DOI： 10.1002/fld.829 　

ISSN：0271-2091
Measurement-Integrated Simulation for Numerical Realization of Complex Bio-Fluid Systems 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai

The Second International Symposium on Intelligent Artifacts and Bio-systems, 2nd INABIO　65　2005年1月28日
Stability of partly pressurized collapsible tube

Satoru Hayashi, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai, Masaru Maruyama

Proceedings of the 2005 Summer Bioengineering Conference　2005　179-180　2005年
1108 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究 : 第4報:血行力学解析の高精度化(S14-2 制御と情報・生体への応用(2),S14 制御と情報・生体への応用)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

年次大会講演論文集　2005　89-90　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.5.0_89 　

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Hemodynamics plays an important role in the development, progress and rupture of aneurysms, and therefore, is essential for advanced diagnosis. However, existing methodologies have yet to provide detailed and accurate information of blood flow field due to their individual limitations. As a solution to the problem, we have proposed Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) simulation. In this method, feedback signals derived from the difference between measured Doppler velocity and the calculated one by numerical simulation are fed back to the numerical simulation. In this paper, we validate the efficacy of three-dimensional UMI simulation by the numerical analysis with various irradiation methods of ultrasonic beam. As the result, UMI simulation improves computational accuracy and enables us to obtain more accurate information of blood flow field including wall shear stress.
1265 微小流路の断面形状が好中球の流動特性に与える影響の数値解析(J03-3 細胞の構造と流れのメカニクス(3),J03 細胞の構造と流れのメカニクス)

増田直, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2005　141-142　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.6.0_141 　

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Neutrophils retain in pulmonary capillaries causing 40- to 80-fold higher concentration than in systemic large vessels even in normal lungs. The highly concentrated neutrophils are effectively recruited to inflammations for the host defense. Tube-flow model and Sheet-flow model are well known in the investigation of blood flow in pulmonary capillaries. Cross-sectional configuration of Tube-flow model is circle, but that of Sheet-flow model is rectangular. In the previous research, flow of neutrophil in an axisymmetric capillary model was investigated. In this research, three-dimensional deformation of a neutrophil and flow of plasma in a rectangular model are simulated to investigate effects of the difference in cross-sectional configuration. The neutrophil is largely deformed in the direction of X- and Y-axes. There are clearances between corners of the channel and the cell during the cell is in the channel, and pressure acting on the cell decreases due to plasma leak through the clearances.
321 ハイブリッド風洞によるカルマン渦の実時間解析(J11-2 流体情報学と可視化(2),J11 流体情報学と可視化,2005年度年次大会)

柴田光, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2005　11-12　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.7.0_11 　

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It is difficult to obtain accurate and complete information of real flows by either numerical analysis or experimental measurement. Especially, determination of the pressure field in real flows is critically difficult problem. Hybrid wind tunnel integrating the numerical simulation and the measurement is possible solution to this problem, but has been investigated as off-line analysis tool. In this paper, we improved the hybrid wind tunnel system to obtain the accurate pressure, and to perform the real-time analysis. Karman vortex street behind a square cylinder was investigated with new system. Comparison between the measurement and the analysis for the pressure at feed back point shows good agreement.
211 微小流路における血球流動観察システムの流路の改良(OS1-05 : 生体マイクロ・ナノ構造メカニクス(1),マイクロ・ナノバイオメカニクス)

増田直, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2004　59-60　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2004.17.0_59 　
212 毛細血管ネットワークにおける好中球の流動シミュレーション : 血管形状がネットワーク通過時間に与える影響(OS1-05 : 生体マイクロ・ナノ構造メカニクス(1),マイクロ・ナノバイオメカニクス)

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2004　61-62　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2004.17.0_61 　
410 超音波計測融合シミュレーションの3次元フィードバック則に関する検討(GS-03 : 非侵襲計測技術)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2004　151-152　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2004.17.0_151 　
345 3次元泳動特性解析法を用いたらせん型磁気マイクロマシンの形状設計(OS4-02 : 生物の機能とロボティクス,バイオロボティクス)

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 早瀬敏幸, 荒井賢一

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2004　337-338　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2004.17.0_337 　
Detection and correction of aliasing in ultrasonic measurement of blood flows with Ultrasonic-Measurement-Integrated simulation 査読有り

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Technology and Health Care　13　(4)　331-344　2005年

ISSN：0928-7329
Simulation model for flow of neutrophils in pulmonary capillary network 査読有り

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Technology and Health Care　13　(4)　301-311　2005年

ISSN：0928-7329
Active control of Laminar boundary layer using various wall motions 査読有り

J Qiu, T Hayase, T Okutani

CMC-COMPUTERS MATERIALS & CONTINUA　1　(4)　301-308　2004年12月

ISSN：1546-2218
Ultorasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in the Aorta with an Aneurysm

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Proceedings of The Fourth International Symposium on Advanced Fluid Information and The First International Symposium on Transdisciplinary Fluid Intergration AFI/TFI2004　1　(1)　16-21　2004年11月
Numerical Realization of Flow with Karman Vortex Street Behind a Square Cylinder

Toshiyuki Hayase, Hikaru Shibata

Proceedings of The Fourth International Symposium on Advanced Fluid Information and The First International Symposium on Transdisciplinary Fluid Intergration AFI/TFI2004　1　(1)　356-357　2004年11月
Effect of Cell Stiffnes on Transit Through Pulmonary Capillary Network

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Proceedings of The Fourth International Symposium on Advanced Fluid Information and The First International Symposium on Transdisciplinary Fluid Intergration AFI/TFI2004　1　(1)　26-29　2004年11月
完全埋込を目指した人工心室補助装置の血行力学的影響慢性動物実験における心収縮補助効果の検討査読有り

白石泰之, 山家智之, 岡本英治, 関根一光, 小川大祐, ポール・オレガリオ, 吉澤誠, 青木秀宜, 永利潤, 伊藤慎二, 田中明, 佐藤文博, 西條芳文, 王慶田, 圓山重直, 早瀬敏幸, 松木英敏, 本間大, 梅津光生, 仁田新一

人工臓器　33　(2)　S193-S193　2004年9月
Fundamental study of aerodynamic drag reduction for vehicle with feedback flow control 査読有り

K Nisugi, T Hayase, A Shirai

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　47　(3)　584-592　2004年8月

DOI： 10.1299/jsmeb.47.584 　

ISSN：1340-8054
Fundamental study of hybrid wind tunnel integrating numerical simulation and experiment in analysis of flow field 査読有り

K Nisugi, T Hayase, A Shirai

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　47　(3)　593-604　2004年8月

DOI： 10.1299/jsmeb.47.593 　

ISSN：1340-8054
Development of Measurement System of Blood Cell Velocities in Microchannels

Sunao Masuda, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase

Frontiers of Medical Infomatics, The 4th International Simposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology(21st Century COE Program)　88-89　2004年6月
Microscopic Observation of Red Blood Cells Moving on Glass Plate under Inclined Centrifugal Force

Kotomi Saito, Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai, Kosuke Inoue, Motohiro Takeda

Frontiers of Medical Infomatics, The 4th International Simposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology(21st Century COE Program)　2004　86-87　2004年6月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.5.0_51 　

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Precise frictional characteristics of the red blood cells (RBCs) have not been understood. Hayase et al. developed the inclined centrifuge microscope, and the frictional characteristics of RBCs on a glass plate were measured at the first step. In that research, it was the subject of discussion whether the cells glide or roll on the glass plate since the resolution of the microscope was not sufficient to distinguish the cell motion. This report deals with improvement of the observation technique for cell motion. At first, the magnification of the inclined centrifuge microscope is increased by 5 times. The shape of RBCs under movement can be seen clearly and cells seem to glide on the glass plate. However, it is still difficult to exclude the possibility of cell rolling. So authors investigated microbeads as the indicator of cell motion. It revealed that ordinary microbeads are too small to observe, and they don't adhere to RBCs.
Application of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation to Blood Flow

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe

Frontiers of Medical Infomatics, The 4th International Simposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology(21st Century COE Program)　78-79　2004年6月
Flow Simuration of Neutrophils in Pulmonary Capillary Network

Atsushi Shirai, Ryou Fujita, Toshiyuki Hayase

Frontiers of Medical Infomatics, The 4th International Simposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology(21st Century COE Program)　28-29　2004年6月
Numerical Calculation of Species Transport in Poroelastic Media with Application to Perfusion in Brain Tissue

Joshua H. Smith, Joseph A. C. Humphrey, Toshiyuki Hayase

Frontiers of Medical Infomatics, The 4th International Simposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology(21st Century COE Program)　76-77　2004年6月
形状記憶合金アクチュエータを応用した人工食道開発査読有り

山家智之, 堀, 義生, 渡辺, 誠, 白石泰之, 井口篤志, 田林胱一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤誠, 田中, 明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 仁田新一, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 宮田剛, 里見, 進, 本間, 大, 前田剛

日本AEM学会誌　12　(2)　94-99　2004年3月
毛細血管ネットワークにおける好中球の流動シミュレーション(S03-1 制御と情報・生体への応用(1),S03 制御と情報・生体への応用)

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2004　45-46　2004年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.5.0_45 　

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Neutrophils are known as the most popular cells in leukocytes. They retain in pulmonary capillaries even in normal lungs causing 40- to 80-fold higher concentration than in systemic large vessels. The highly concentrated neutrophils are recruited to inflammations for the host defense. Therefore, it is essential to know their flow characteristics in the pulmonary capillary bed for the understanding of the immune system in lungs. For that purpose, authors have investigated the flow of a neutrophil in single capillary segment, and developed a mathematical model to simulate the flow of neutrophils in a capillary network. In this research, effect of the cell stiffness on the distribution of transit time of the cells is investigated. The result shows that the median of the transit times is longer than the average value for all the three levels of cell stiffness.
心室補助装置の最適設計に関する基礎的研究(S03-2 制御と情報・生体への応用(2),S03 制御と情報・生体への応用)

半澤徹, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2004　55-56　2004年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.5.0_55 　

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The principle of heart massager is applied to develop a new implantable cardiac supporting device that pushes the heart from outside to enhance the blood circulation only when it is needed. In order to use this devise clinically, this study aims to establish the methodology of the optimum design of its geometry and operating condition through numerical simulatioa As the first step, present report deals with development of the lumped parameter model of the systemic cycle of the cardiac system. Numerical solution was obtained with standard Runge-Kutta method. The solution qualitatively describes the dynamic characteristics of the system including essential information for the optimum design of the supporting devise, such as the power consumption and the energy of the cardiac motion. Furthermore, simulation was performed for a disabled heart to understand the effect of the parameter of the heart on the total blood flow.
超音波計測融合シミュレーション装置に関する基礎的研究(S03-2 制御と情報・生体への応用(2),S03 制御と情報・生体への応用)

山縣貴幸, 船本健一, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2004　57-58　2004年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.5.0_57 　

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Detailed information of the velocity and pressure field of the blood flow is essential to establish an advanced diagnosis and treatment of serious circulatory diseases. Commonly used medical measurement equipments cannot measure such information, while even state-of-the-art numerical simulation cannot reproduce real blood flow accurately. In order to overcome this problem, the authors have proposed a new technique, Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) simulation, that integrates ultrasonic measurement equipment and numerical, simulation, and revealed its usefulness by numerical simulation. The present report describes the development of fundamental procedure of the interface between ultrasonic equipment and simulation, and acceleration of computational speed for real time operation. By considering the tolerance of the solution, computational speed has been accelerated by a factor of 90 achieving only ten times longer computational time than real phenomena.
微小流路における血球の流動特性観察システムの開発(S03-1 制御と情報・生体への応用(1),S03 制御と情報・生体への応用)

増田直, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2004　49-50　2004年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.5.0_49 　

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Neutrophils retain in pulmonary capillaries causing 40- to 80-fold higher concentration than in systemic large vessels in normal lungs. The highly concentrated neutrophils are effectively recruited to inflammations for the host defense. Therefore, it is important to know the flow characteristics of neutrophils in pulmonary capillary bed for the understanding of the immune system in lungs. In previous studies, flow of a neutrophil through a narrow capillary was investigated numerically to develop a mathematical model. It is indispensable to evaluate the accuracy of the model. In this research, an observation system of flow of blood cells in microchannels is constructed, and the cell velocities are measured. Neutrophils don't pass through the channel under the pressure control. Erythrocytes pass through it under the flow rate control, and their velocities are measured to show that the velocity profile along their loci varies with the cell orientation entering the channel.
直角分岐枝管内に発生する振動メカニズムの解明(J13-4 流体関連振動I,J13 流体関連の騒音と振動)

島根丈二, 工藤奨, 早瀬敏幸, 山口隆平

年次大会講演論文集　2004　79-80　2004年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.7.0_79 　

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The flow structure in the right-angle branch has been experimentally studied in laminar steady flow with laser Doppler anemometry and particle image velocimetry. In the previous study, it was clarified that the velocity periodically oscillates in the side branch, and the Strouhal number is independent of cross-sectional area ratio, the flow division ratio of main branch-to-side branch, and the Reynolds number. The mechanism has not clarified adequately. There is another possibility that high shear rate is one of the factors inducing the periodical oscillation in side branch from a result of the velocity oscillation along the separation shearing layer from the entrance of side branch.
超音波計測融合シミュレーションによる大動脈血流解析(J12-1 流体情報学1(実験と計算の融合研究),J12 流体情報学と融合研究)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

年次大会講演論文集　2004　39-40　2004年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.7.0_39 　

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In order to reproduce the blood velocity and pressure fields of the blood flow for an accurate diagnosis or treatment for serious circulatory diseases such as aortic aneurysms, we are developing a new analysis methodology, namely Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) simulation, by integrating color Doppler ultrasonography and numerical simulation. In the UMI simulation, feedback signals are added to the governing equations to compensate for the difference between computation and measurement. In this paper, we perform UMI simulation for the blood flow in descending aorta with an aneurysm. It is revealed that the UMI simulation reproduces the complicated blood flow structure and detects the incorrect measurement data.
Two-dimensional computational flow analysis and frictional characteristics model for red blood cell under inclined centrifuge microscopy 査読有り

K Funamoto, T Hayase, A Shirai

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING　46　(4)　1304-1311　2003年12月

DOI： 10.1299/jsmec.46.1304 　

ISSN：1344-7653
Transit characteristics of a neutrophil passing through two moderate constrictions in a cylindrical capillary vessel - (Effect of cell deformation on transit through the second constriction) 査読有り

A Shirai, R Fujita, T Hayase

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING　46　(4)　1198-1207　2003年12月

DOI： 10.1299/jsmec.46.1198 　

ISSN：1344-7653
Numerical Analysis for Affect of Neutrophil Shape on Transit Through Capillaries

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Third International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2003　41-42　2003年11月
Transit characteristics of a deformed neutrophil through a moderate constriction

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

2003 ASME International Mechanical Engineering Congress　1　1-2　2003年11月
One-Dimensional Finite Element Analysis of Poroelastic Media with Application to Perfusion in Brain Tissue

Joshua H. Smith, Joseph A. C. Humphrey, Toshiyuki Hayase

Third International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2003　43-44　2003年11月
Biomedical and Environmental Researches in Transdisciplinary Fluid Integration (TFI) Research Center"

Takuma Kato, Toshiyuki Hayase, Yasuyuki Kohama

Third International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2003　71-72　2003年11月
Reproduction of Real Blood Flow in Aorta with Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation

Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai, Tomoyuki Yambe, Yoshifumi Saijo

Third International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2003　39-40　2003年11月
機械式人工心筋の開発心補助効果と生体心臓との力学的相互作用の基礎検討査読有り

白石泰之, 岡本英治, 山家智之, 段旭東, 王慶田, 柴田宗一, 田中明, 小川大祐, 吉澤誠, 西條芳文, 仁田新一, 青木秀宜, 永利潤, 川合潤子, 末弘淳一, 吉田敬, 梅津光生, 井口篤志, 田林晄一, 圓山重直, 早瀬敏幸

人工臓器　32　(2)　S149-S149　2003年9月
Fabrication of micropump with spiral-type magnetic micromachine 査読有り

A Yamazaki, M Sendoh, K Ishiyama, KI Arai, T Hayase

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　39　(5)　3289-3291　2003年9月

DOI： 10.1109/TMAG.2003.816748 　

ISSN：0018-9464
PARTIALLY PRESSURIZED COLLAPSIBLE TUBE MODEL

Satoru Hayashi, Masaru Maruyama, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai

Proceedings of 7th Triennial International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization (FLUCOME '03)　2003年8月

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CD-ROM
Three-dimensional analysis of swimming properties of a spiral-type magnetic micro-machine 査読有り

A Yamazaki, M Sendoh, K Ishiyama, T Hayase, KI Arai

SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL　105　(1)　103-108　2003年6月

DOI： 10.1016/S0924-4247(03)00069-4 　

ISSN：0924-4247
1502 流れ場のフィードバック制御による大型車両の抵抗低減

岩船兼昌, 早瀬敏幸, 白井敦

年次大会講演論文集　2003　201-202　2003年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2003.6.0_201 　

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Drag reduction of vehicles is an important problem concerned with energy saving and the environment protection. Especially in the commercial transportation field, it benefits significant saving in the fuel cost. Aerodynamic drag reduction has been conducted by designing body shape, but commercial vehicles have restrictions in it to keep the loading capacity. Therefore, other method for the drag reduction is desired. This report deals with the drag reduction of a large-size vehicle using feedback control. For the first step, effect of the location of control point on the drag reduction is investigated numerically.
Characteristics of a deformed neutrophil through a moderate constriction 査読有り

A Shirai, R Fujita, T Hayase

2003 ADVANCES IN BIOENGINEERING　133-134　2003年
Evidence-based Simulation of Blood Flow with Feedback of Ultrasonic Measurement

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai, Tomoyuki Yambe, Yoshifumi Saijo

The 1st International Symposium on Future Medical Engineering based on Bio-nanotechnology　40-42　2003年1月
Transit characteristics of a neutrophil passing through a circular constriction in a cylindrical capillary vessel (effect of mechanical properties of the cell and constriction geometry) 査読有り

A Shirai, R Fujita, T Hayase

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING　45　(4)　974-980　2002年12月

DOI： 10.1299/jsmec.45.974 　

ISSN：1344-7653
Numerical Realization of Flow by Integrating Computation and Measurement in Medical Applications 招待有り

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Keisuke Nisugi, Atsushi Shirai, Tomoyuki Yambe, Yoshifumi Saijo

Proceedings of Mini-Symposium on Advanced Fluid Information: Fusion of EFD and CFD　77-85　2002年12月
Flow and Deformation of a Neutrophil Passing Through a Constriction in a Fine Capillary 査読有り

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

The Fifth JSME-KSME Fluids Engineering Conference　CD-ROM　(02-207)　187-192　2002年11月
Effect of Column Separation on Self-Excited Osciliations in a Direct-Acting Poppet Valve Circuit 査読有り

Satoru Hayashi, Weimin Wang, Toshiyuki Hayase

Proceedings of The 5th JFPS International Symposium on Fluid Power, NARA 2002　3　(5)　781-786　2002年11月
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/isfp.2002.781 　

ISSN：2185-6303

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In this paper, the authors have shown that amplitudes of self-excited oscillations occurring in a poppet valve circuit are significantly affected by oil column separation. The numerical simulation has indicated that the magnitude of amplitude of self-excited oscillations is reduced into half in the large amplitude region by the effect of oil column separation.
Fundamental Consideration on Numerical Analysis of Unsteady Flow Through Spool Valve 査読有り

Toshiyuki Hayase, Yupeng Xia, Atsushi Shirai, Satoru Hayashi

Proceedings of The 5th JFPS International Symposium on Fluid Power, NARA 2002　3　(5)　929-934　2002年11月
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/isfp.2002.929 　

ISSN：2185-6303

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The present paper deals with the numerical analysis on unsteady flow through a spool valve. Especially the effect of the spatial and temporal grid resolutions on the computational results is investigated. For the valve model of a simple geometry, unsteady fow was calculated for the step change of the supply pressure. Variations of the fow rate and the fow force were obtained for several values of the grid resolution and the time step. Comparison of the results revealed the complex convergence process of the relevant flow analysis. The transient response corresponding to the flow rate change does not much depend on spatial grid resolution and the time step. After the transition, the fow force is strongly affected by the time step, and its convergence with the grid refinement is rather slow, while the fow rate is not sensitive to the time step and converges with a relatively rough spatial grid resolution.
水圧用リリーフ弁の動特性解析査読有り

林叡, 中西貴之, 早瀬敏幸, 白井敦

日本フルードパワーシステム学会論文集　33　(7)　149-155　2002年11月

DOI： 10.5739/jfps.33.149 　
EFFECT OF CONSTRICTION GEOMETRY ON TRANSIT OF DEFORMABLE NEUTROPHILS IN CAPILLARIES

Atsushi Shirai, Ryo Fujita, Toshiyuki Hayase

Proceedings of IV World Congress of Biomechanics (WCB2002)　2002年8月

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CD-ROM
直径0.5mmの永動型磁気マイクロマシンの泳動特性解析査読有り

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本応用磁気学会誌　26　(4)　645-648　2002年8月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.26.645 　

ISSN：0285-0192

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The swimming properties of miniature magnetic micro-machines with spiral structures were analyzed theoretically employing a two-dimensional finite volume method. Based on the analysis results, a miniature machine was fabricated. The miniature machine was found to be able to swim in a fluid with Reynolds numbers of 10^-5 to 0.2. This result shows that the machine is suitable as a micro-size swimming machine. Good agreement was obtained between experimental and theoretical results. This method made it possible to design an optimum machine structure.
Numerical Realization of Flow Field by Integrating Computation and Measurement 招待有り

Toshiyuki Hayase, Keisuke Nisugi, Atsushi Shirai

Proceedings of Fifth World Congress on Computational Mechanics (WCCM V), July 7-12, (2002), Vienna, Austria　(Paper-ID: 81524)　1-12　2002年7月
Hydraulic servo system with mechanically adjustable compliance 査読有り

T Hayase, K Ishizawa, S Hayashi, Iimura, I

JOURNAL OF DYNAMIC SYSTEMS MEASUREMENT AND CONTROL-TRANSACTIONS OF THE ASME　124　(1)　168-175　2002年3月

DOI： 10.1115/1.1433803 　

ISSN：0022-0434
Suppression of T-S wave using wall motion actuator 査読有り

JH Qiu, JJ Tani, T Hayase, M Suzuki

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　45　(1)　29-34　2002年2月

DOI： 10.1299/jsmeb.45.29 　

ISSN：1340-8054
335 傾斜遠心力下の赤血球の挙動に関する流動数値解析

船本健一, 早瀬敏幸, 白井敦

年次大会講演論文集　2002　97-98　2002年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2002.6.0_97 　

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Two dimensional flow analysis was performed to simulate the former experiment using the inclined centrifuge microscope for the frictional characteristics of red blood cells moving on a glass plate in a medium. Lift, drag and momentum acting on a red blood cell were obtained in various conditions. Considering a balance among various forces acting on a red blood cell, the frictional characteristics of a red blood cell were modeled as the sum of Coulomb friction and drag. The result indicates the possibility that a red blood cell deforms to expand on the front side, and the plasma layer of the thickness of 0.16 μm exists on a glass plate.
328 直角分岐管流れの壁せん断応力と枝管内流れの周期的振動

山口隆平, 工藤奨, 天谷英昭, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2002　83-84　2002年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2002.6.0_83 　

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In the present study, the wall shear stress and flow structure in the right angle branch have been studied experimentally in laminar steady flow using a laser Doppler velocimeter. The side branch, 14 mm in diameter, bifurcates at a right angle from the trunk, 24.5 mm in diameter, and both upstream and downstream corners at the entrance of the side branch are square edged. There is a periodical change of velocity in the side branch, and the Strouhal number based on the variables of the side branch is constant to be St_S=1.03. This phenomenon is a characteristic flow structure in the right angle branch.
1249 数値解析と実験計測を統合したハイブリッド風洞における解析性能の大幅な向上について

仁杉圭延, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2002　29-30　2002年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2002.7.0_29 　

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The new flow field analysis system of "Hybrid Wind Tunnel" is proposed. The basic idea of this facility is an integration of experimental measurement and computer simulation for general flow related problems. The problem treated in this work is well-known flow field as Karman Vortex Street in a wake of a column. The fundamental system components and first-step results are investigated in previous report. In the report, favorable results have been earned even if it used a course grid system. It is generally known that very-fine grid spacing and time increment are necessary for high-accurate numerical analysis. So it needs a huge calculation load. In this paper, the hybrid wind tunnel is compared to the ordinary numerical analysis with fine grid spacing and time increments in its analysis performance including accuracy and calculation time. As a result, calculation load is drastically decreased with valid accuracy.
C202 円弧状狭窄において好中球の無次元物性値がその通過時間に与える影響

白井敦, BATHE Mark, 藤田亮, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2002　147-148　2002年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2002.13.0_147 　
Three-dimensional flow analysis in VFP type artificial heart by unstructured grid

Satoyuki Kawano, Takuma Kato, Kazuhiro Nakahashi, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase, Tomoyuki Yambe, Shin-Ichi Nitta, Hiroyuki Hashimoto

American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessels and Piping Division (Publication) PVP　448　(1)　229-238　2002年

DOI： 10.1115/PVP2002-1556 　

ISSN：0277-027X
傾斜遠心力の作用により血漿中で平板上を移動する赤血球の摩擦特性の計測査読有り

早瀬敏幸, 白井敦, 杉山英勝, 濱谷剛

日本機械学会論文集（Ｂ編）　68　(676)　3386-3391　2002年
出版者・発行元：
DOI： 10.1299/kikaib.68.3386 　

ISSN：0387-5016
The Effect of Neutrophil Activation on Transit Time through Pulmonary Capillaries

Atsushi Shirai, Mark Bathe, Toshiyuki Hayase

Proceedings of the First International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2001)　125-130　2001年10月
Suppression of T-S Wave Using Wall Motion Actuator

Jinhao Qiu, Junji Tani, Toshiyuki Hayase, Morio Suzuki

Proceedings of the First International Symposium on Advanced Fluid Information　169-174　2001年10月
1B16 狭窄部を持つ毛細血管内における好中球の流動特性(1B1 細胞運動のレオロジー)

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2001　55-56　2001年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2001.12.0_55 　
1B13 遠心力の作用下でガラス板上を移動する赤血球の数学モデル(1B1 細胞運動のレオロジー)

早瀬敏幸, 杉山英勝, 白井敦, 濱谷剛

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2001　49-50　2001年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2001.12.0_49 　
極低レイノルズ数における磁気マイクロマシンの泳動査読有り

仙道雅彦, 山崎彩, 石山和志, 井上光輝, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本応用磁気学会誌　25　(4-2)　1223-1226　2001年1月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.25.1223 　

ISSN：0285-0192

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The swimming properties of a magnetic micro-machine with a spiral structure were examined experimentally and theoretically under very low Reynolds number conditions. It was demonstrated that the micro-machine could swim in a highly viscous fluid with a Reynolds number of 10^-7. This result suggests that the micro-machine has a great potential for medical applications. It was found that the optimum blade shape of the micro-machine varied with the Reynolds number condition.
Static and dynamic characteristics of a pressure-compensated flow control

S Hayashi, A Shirai, NN Guo, T Hayase

PROCEEDINGS OF THE FIFTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FLUID POWER TRANSMISSION AND CONTROL (ICFP'2001)　156-160　2001年
Effect of initial axial strain of collapsible tube on self-excited oscillation 査読有り

Y Xia, T Hayase, S Hayashi, T Hamaya

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING　43　(4)　882-888　2000年12月

DOI： 10.1299/jsmec.43.882 　

ISSN：1340-8062
Suppression of micro stick-slip vibrations in hydraulic servo-system 査読有り

T Hayase, S Hayashi, K Kojima, Iimura, I

JOURNAL OF DYNAMIC SYSTEMS MEASUREMENT AND CONTROL-TRANSACTIONS OF THE ASME　122　(2)　249-256　2000年6月

DOI： 10.1115/1.482450 　

ISSN：0022-0434
Verification of One-Dimensional Models of Collapsible Tube Flow Based on Three-Dimensional Calculation of Tube Deformation 査読有り

Yupeng Xia, Toshiyuki Hayase, Satoru Hayashi, Tsuyoshi Hamaya

Reports of the Institute of Fluid Science, Tohoku University　12　23-33　2000年4月
出版者・発行元： Tohoku University.
3924 直角分岐管の流れ構造と枝管内流れの流体振動

高山司, 鈴江章弘, 重田雅也, 工藤奨, 山口隆平, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2000　931-932　2000年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.1.0_931 　

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In the present study the time variation of velocity and the distribution of wall shear stress in right angle branch have been experimentally studied in laminar steady flow by using a laser Doppler velocimeter. A side branch 8mm in diameter bifurcates from a trunk 24.5mm in diameter, and both upstream and downstream corners at the entrance of the side branch are square edge. The Strouhal number based on the variables in the side branch approximately is constant. In side branch, there are two symmetrical pairs of large vortices and small vortices. The fluid oscillation might be induced at the boundary between two vortices.
1302 医用応用を目的とした磁気マイクロマシンシステムの開発

石山和志, 仙道雅彦, 藪上信, 山崎彩, 山口正洋, 荒井賢一, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2000　309-310　2000年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.1.0_309 　

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To develop micro-machines for use in medical application, two kinds of spiral-type magnetic micro-machine, which is driven by an external rotational magnetic field, were fabricated. These machines constructed by permanent magnets and spiral blade. It was demonstrated that changing the direction of the rotation planet of the external rotational field could control swimming direction of the swimming type magnetic micro-machine. The radius of the bend depended on the viscosity of the fluid and on the frequency of the external field. The another magnetic micro-machine could run in a gel and even in bovine meat. Running behavior of the machine depend on a frequency and strength of the external field. In addition, it can be detected where position of the magnetic micro-machine by a magnetic motion capture system.
1211 直角分岐管内流れの数値解析 : 枝管部における周期的変動の発生機構

中川忠, 白井敦, 早瀬敏幸, 林叡, 山口隆平

年次大会講演論文集　2000　257-258　2000年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.1.0_257 　

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This report deals with a numerical analysis on the stability of a flow in a right angle side branch. Spatial growth of velocity perturbation at the upstream boundary of the side branch is examined for various frequencies. The computational result revealed that frequency range of the maximum amplification coincides with that of the fluctuation observed in experiment. Distribution of the wall shear stress fluctuation due to instability shows the local extremum in both the proximal and the distal wall.
2133 実験風洞と数値解析を統合したハイブリッド風洞に関する基礎的研究 : カルマン渦列の解析

早瀬敏幸, 仁杉圭延, 白井敦

年次大会講演論文集　2000　303-304　2000年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.4.0_303 　

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This report proposes a new concept of "Hybrid Wind Tunnel". The basic idea of this facility is an integration of experimental measurement and computer simulation for general flow related problems. A general structure of the equipment is first explained and a possible application for a simple unsteady flow problem is then discussed. The problem treated in this work is well-known flow field as Karman vortex street in a wake of a column. As the first step, a flow velocity component is estimated in off-line operation of the hybrid wind tunnel with feedback of the measurement pressure data on the column wall. Comparing the estimated data with measurement, the estimation performance of hybrid wind tunnel is investigated. As the results, even if its feedback scheme is tentative, it is shown that the estimated pressure and velocity is close to the measured one with its fluctuation and phase.
2132 車両周りの流れ場のフィードバック制御 : 制御パラメータの影響

仁杉圭延, 早瀬敏幸, 白井敦, 林叡

年次大会講演論文集　2000　301-302　2000年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.4.0_301 　

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This report deals with the numerical simulation of flow field around the vehicle with feedback control. In previous work, the flow field and vortex structure around the vehicle was investigated and effect of control port location was surveyed. The control law was composed of control parameters, such as the monitoring point location of the flow velocity output, the bias velocity, and the feedback gain. In this report, the effect of drag reduction and lift is surveyed for these parameters. As the result, lift is increased whenever the drag is reduced drastically in some parameter region. But using a simple front spoiler for the numerical model as aerodynamical device, the drag reduction keeps its effect while suppression the lift increase.
122 赤血球の摩擦特性の計測

坂下重人, 早瀬敏幸, 白井敦, 濱谷剛

バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集　2000　43-44　2000年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebs.2000.11.0_43 　
Effect of initial axial strain of collapsible tube on self-excited oscillation 査読有り

Yupeng Xia, Toshiyuki Hayase, Satoru Hayashi, Tsuyoshi Hamaya

JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing　43　(4)　882-888　2000年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jsmec.43.882 　

ISSN：1344-7653
Analysis of Swimming Properties and Design of Spiral-Type Magnetic Micromachine. 査読有り

Masahiko Sendoh, Noriyuki Ajiro, Kazushi Ishiyama, Mitsuteru Inoue, Toshiyuki Hayase, Ken Ichi Arai

JRM　12　(2)　165-171　2000年

DOI： 10.20965/jrm.2000.p0165 　
油圧弁式セミアクティブダンパ主弁まわりの流動数値解析と流体力がダンパの安定性に及ぼす影響査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集　31　(1)　22-29　2000年
出版者・発行元：日本油空圧学会
DOI： 10.14888/jfps1998.31.22 　

ISSN：1343-4616
Analysis of Swimming Properties and Design of the Spiral-Type MagneticMicro-Machine 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Journal of Robotics and Mechatronics　12　(2)　165-171　2000年
Wall shear stress and periodical oscillation induced in side branch at right angle branch in laminar steady flow 査読有り

Ryuhei Yamaguchi, Susumu Kudo, Masaya Shigeta, Toshiyuki Hayase

American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FED　251　(11085)　845-850　2000年

ISSN：0888-8116
Aerodynamic Drag Reduction by Feedback Control of Flow Field 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of Sixth Triennal International Simposium on Fluid Control, Measurement and Visualization　(60)　1-6　2000年
直動型ポペット弁回路のカオス振動に及ぼす管摩擦の影響査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集　31　(5)　123-131　2000年
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.14888/jfps1998.31.123 　

ISSN：1343-4616

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Poppet valve circuits are liable to be unstable and various kinds of oscillations induced. This paper deals with chaotic oscillations occurring in a direct-acting poppet valve circuit with a long pipeline on the basis of a distributed parameter model with average pipeline friction. Then, the influence of pipeline friction on chaotic oscillations was examined taking the pipeline length as a control parameter by using the method of numerical simulation. Simulation results are qualitatively in better agreement with experimental results than the case of a frictionless pipeline model.
Stability Analysis of Collapsible Tube Flow 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of Sixth Triennal International Simposium on Fluid Control, Measurement and Visualization　(69)　1-6　2000年
Numerical Analysis of Flow Oscillation in Right Angle Side Branch 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of Symposium on Computational Fluid Science, SCFS 2000, Sendai　29-34　2000年
Effect of Initial Tube Strain on Self-Excited Oscillation of Collapsible Tube Flow 査読有り

HAYASE Toshiyuki

The 2000 International Mechanical Engineering Congress & Exposition, Orlando, USA　BED-48　117-118　2000年
Effect of machine shape on swimming properties of the spiral-type magnetic micro-machine 査読有り

M Sendoh, N Ajiro, K Ishiyama, M Inoue, KI Arai, T Hayase, J Akedo

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　35　(5)　3688-3690　1999年9月

DOI： 10.1109/20.800632 　

ISSN：0018-9464
Dynamic characteristics of collapsible tube flow 査読有り

S Hayashi, T Hayase, Y Miura, Iimura, I

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING　42　(3)　689-696　1999年9月

DOI： 10.1299/jsmec.42.689 　

ISSN：1344-7653
Monotonic convergence property of turbulent flow solution with central difference and QUICK schemes 査読有り

T Hayase

JOURNAL OF FLUIDS ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　121　(2)　351-358　1999年6月

DOI： 10.1115/1.2822213 　

ISSN：0098-2202
Stability of a direct-acting poppet valve circuit with a long pipeline

Satoru Hayashi, Weimin Wang, Toshiyuki Hayase, Atsushi Shirai

Proceedings of the 3rd International Symposium on Fluid Power Transmission and Control (ISFP'99)　7-12　1999年
油圧弁式セミアクティブダンパによる車両の振動制御 (1/4 車両モデルによる検討) 査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集(フルイドパワーパワーシステム)　30　(1)　10-19　1999年
出版者・発行元：日本油空圧学会
DOI： 10.14888/jfps1998.30.10 　

ISSN：1343-4616
コラプシブルチューブ変形の3次元数値解析に基づいた1次元モデルの妥当性査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集 (B編)　65　(630)　497-504　1999年

DOI： 10.1299/kikaib.65.497 　
定常層流における直角分岐枝管内流れの周期的振動査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集 (B編)　65　(630)　559-565　1999年

DOI： 10.1299/kikaib.65.559 　

ISSN：0387-5016
有限体積法による磁気マイクロマシン特性の2次元解析査読有り

早瀬敏幸

日本応用磁気学会誌　23　(4)　1665-1668　1999年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.23.1665 　

ISSN：0285-0192

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The swimming properties of magnetic micro-machines with spiral structures were analyzed theoretically by employing the two-dimensional finite volume method. Good agreement between the experimental and theoretical results was obtained. It was demonstrated that the swimming properties of machines depend strongly on the operational environment, including the state of the flow field and machine structure. Thus, there exists an optimum machine structure corresponding to the operation environment, which can be determined from the present analytical results.
Local Stability of a Direct-Acting Poppet Valve Circuit with a Long Pipeline 査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集　30　(3)　67-74　1999年

DOI： 10.14888/jfps1998.30.67 　
直動型ポペット弁回路の固有値解析査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集　30　(3)　75-80　1999年

DOI： 10.14888/jfps1998.30.75 　
定常層流における直角分岐枝管内流れの可視化査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集 (B編)　65　(634)　1986-1991　1999年

DOI： 10.1299/kikaib.65.1986 　

ISSN：0387-5016
直動型ポペット弁回路に発生するカオス振動 (長い管路の場合) 査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集　30　(5)　119-127　1999年

DOI： 10.14888/jfps1998.30.119 　
コラプシブルチューブの自励振動におけるチューブの軸方向初期ひずみの影響査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集 (B編)　65　(638)　3352-3358　1999年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.65.3352 　

ISSN：0387-5016

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In this paper an experiment was performed to investigate the dynamic characteristics of a collapsible tube flow. The effect of initial axial strain of the tube on the self-excited oscillation was studied by changing the initial stretch of a silicone rubber tube for various values of the flow rate. The frequency and the amplitude of pressure and flow rate oscillation at the upstream and the downstream ends were measured. The characteristics of the self-excited oscillation were strongly related to the initial strain in a range of lower flow rate and lower initial stretch. Three different types of oscillation were observed in the present condition. The type of the oscillation changes to the other one due to variation of the initial axial strain of the tube or the supply flow rate.
Eigenvalue Analysis of Direct-Acting Poppet Valve Circuit 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proc.4^<th> JHPS International Symposium on Fluid Power　303　303-308　1999年
Numerical Simulation of Water Hydraulic Relief Valve 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Fluid Power, 5th JHPS Int. Sympo.　555-560　1999年
Chaotic Oscillations in a Direct-Acting Poppet Valve Circuit (Pipeline Length as a Control Parameter) 査読有り

HAYASE Toshiyuki

油空圧講演論文集　11　(1)　597-602　1999年
Numerical analysis for stability and self-excited oscillation in collapsible tube flow 査読有り

S Hayashi, T Hayase, H Kawamura

JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　120　(4)　468-475　1998年8月

DOI： 10.1115/1.2798016 　

ISSN：0148-0731
油圧サーボ系に発生するマイクロスティックスリップ振動の非線形制御査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(C編)　64　(619)　772-779　1998年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaic.64.772 　

ISSN：0387-5024

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This paper treats nonlinear control of a hydraulic servo system to suppress micro stick-slip vibrations. The system consists of a hydraulic cylinder, a servo-valve and a personal computer. Self-excited vibrations of two different types occur in the conventional feedback control system. Discontinuous control signal generated through a D/A converter causes a stick-slip vibration of micron order over the wide range of the feedback gain. Increasing the feedback gain results in the other type of stick-slip vibration of nearly ten times larger amplitude due to the locally increased flow gain in the underlap region of the servo-valve. The feedback linearization technique is applied to compensate the nonlinearity of the valve. Numerical simulation and experiment were performed for both the present nonlinear control system and the ordinary linear control system to confirm the validity of the former one in suppressing the micro stick-slip vibration. The other type of micro stick-slip vibration due to the D/A converter was effectively suppressed by improving the resolution of the input signal.
スプール弁内の非定常流に関する数値解析(高レイノルズ数域での動特性のモデル化) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　64　(619)　724-731　1998年

DOI： 10.1299/kikaib.64.724 　
コラプシブルチューブ内流れの動特性に関する研究査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　64　(620)　1055-1062　1998年

DOI： 10.1299/kikaib.64.1055 　
可変コンプライアンス特性を有する油圧サーボ系に関する研究査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(C編)　64　(621)　1588-1595　1998年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaic.64.1588 　

ISSN：0387-5024

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This paper describes a hydraulic servo system of variable compliance used in the environment of frequent machine-human interaction. Sufficient reliability is critical in such a circumstance, so a mechanical adjustment of compliance of the servo system is considered here. In the present system neutral position of the bridge valve circuit is controlled to adjust the compliance. Mathematical model of the system is derived to study the static and dynamic behavior of the system. In the operating condition with large compliance, the present system has a strong nonlinear characteristic, and the nonlinear control technique of feedback linearization was successfully applied. On the other hand, conventional linear control was applicable for the operating condition of small compliance. Validity of the present servo system was confirmed by experiment.
油圧式セミアクティブダンパに関する研究(第2報セミアクティブダンパの安定性) 査読有り

早瀬敏幸

日本油空圧学会論文集(フルイドパワーパワーシステム)　29　(3)　66-73　1998年

DOI： 10.14888/jfps1998.29.66 　
Feedback Control of Turbulent Flow Field Using State Observer 査読有り

早瀬敏幸

Proceedings of 2nd Japan-France Seminar on Intelingent Materials and Structures　24-27　1998年
Verification of One-Dimensional Collapsible Tube Models Based on Three-Dimensional Calculation of Tube Deformation 査読有り

早瀬敏幸

Proceedings of the 5th Japan-USA-Singapore-China Conference on Biomechanics　82-83　1998年
Numerical Analysis of Stochastic Red Blood Cell Motion in Capillaries 査読有り

早瀬敏幸

Proceedings of the 5th Japan-USA-Singapore-China Conference on Biomechanics　40-41　1998年
Numerical Analysis for Flow in Partly Pressurized Collapsible Tube 査読有り

早瀬敏幸

Advances in Bioengineering,International Mechanical Engineering Congress & Exposition,ASME　39　55-56　1998年
State estimator of flow as an integrated computational method with the feedback of online experimental measurement 査読有り

T Hayase, S Hayashi

JOURNAL OF FLUIDS ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME　119　(4)　814-822　1997年12月

DOI： 10.1115/1.2819503 　

ISSN：0098-2202
Chaos in a hydraulic control valve 査読有り

S Hayashi, T Hayase, T Kurahashi

JOURNAL OF FLUIDS AND STRUCTURES　11　(6)　693-716　1997年8月

DOI： 10.1006/jfls.1997.0096 　

ISSN：0889-9746
Numerical Analysis for Stability and Self-Excited Oscillation in Collapsible Tube Flow

Satoru Hayashi, Toshiyuki Hayase, Hiroshi Kawamura

Workshop on Biofluid and Mechanics, Sendai　1-11　1997年7月
コラプシブルチューブ内流れの動特性とスターリングレジスタによるコロトコフ音の模擬査読有り

林叡, 早瀬敏幸

東北大学流体科学研究所報告　8　63-70　1997年3月
出版者・発行元：東北大学
ISSN：0916-2860
油圧サーボ系に発生するマイクロスティックスリップ振動査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(C編)　63　(606)　444-450　1997年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaic.63.444 　

ISSN：0387-5024

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This report treats micro stick-slip vibrations occurring in a typical computer-controlled hydraulic servo system. The relevant system consists of a hydraulic cylinder, a servo valve and a personal computer. First, an experiment was performed for a conventional feedback control system to confirm the occurrence of two different types of stick-slip vibration of small amplitude. Detailed numerical analysis was then performed to identify the main factors contributing to the vibrations. The control signal generated by the D/A converter causes micro stick-slip vibration of small amplitude over a wide range of control feedback gain. Increasing the feedback gain results in another type of micro stick-slip vibration of large amplitude due to the locally increased flow gain within the underlap of the servo valve. Computational results agree well with the experimental ones.
バランスドピストン型リリーフ弁動特性の数値解析(第1報,数値シミュレーションと実験的検討) 査読有り

早瀬敏幸

油圧と空気圧　28　(2)　232-238　1997年
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/jfps1970.28.232 　

ISSN：0286-6900

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In this paper, the authors have derived a mathematical model describing the dynamics of a balanced piston type relief valve, which is represented by 11 ordinary differential equations and 3 difference equations depicting the dynamics of a supply and load pipeline which are assumed to be as lossless distributed parameter elements. The validity of the model has been confirmed by comparing the simulated results with experimental results. Furthermore, influences of the system parameters on the dynamic characteristics of a relief valve have been investigated by simulation of the proposed model.
バランスドピストン型リリーフ弁動特性の数値解析(第2報,リリーフ弁の安定性) 査読有り

早瀬敏幸

油圧と空気圧　28　(2)　239-244　1997年
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/jfps1970.28.239 　

ISSN：0286-6900

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In this paper, the authors have studied the stability of a balanced piston type relief valve on the basis of a mathematical model derived and confirmed to be valid qualitatively in the previous paper. It has been demonstrated that the stability of a relief valve can be easily analyzed by a method dividing the overall operating region into two parts by the cracking condition of the main valve. The analysis shows that the stability of a relief valve is subject to the stability of the pilot part.
Deformation of Red Blood Cells in Fine Capillaries 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of the International Conference on New Frontiers in Biomechanical Engineering, Tokyo　399-402　1997年
Study on Stability of Semi-Active Damper 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of The Fifth International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization, FLUCOME'97　2　651-656　1997年
Numerical Analysis of Transient Flow through a Spool Valve(Modeling of Transient Characteristic in High Reynolds Number Flow) 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of The Fifth International Symposium on Fluid Measurement, Control and Visualization, FLUCOME'97　1　379-384　1997年
Numerical Simulation of Korotkoff Sounds 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Advances in Bioengineering, International Mechanical Engineering Congress & Exposition, ASME　36　93-94　1997年
Analysis of Instability and Self-Excited Vibration for Collapsible Tube by Distributed Parameter Model 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Advances in Bioengineering, International Mechanical Engineering Congress & Exposition, ASME　36　105-106　1997年
コラプシブルチューブ内流れの安定性と自励振動に関する数値解析査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　62　(594)　556-563　1996年

DOI： 10.1299/kikaib.62.556 　
計算機を援用した流動場の制御に関する基礎的研究(流動場に対するオブザーバの構成) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　62　(598)　2261-2268　1996年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.62.2261 　

ISSN：0387-5016

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This paper deals with a fundamental study on the control problem of distributed parameter and nonlinear flow fields using a high-performance supercomputer as a controller. A state observer is proposed as a basic element of the control system to estimate the complete state from th mathematical model and partial measurements. A SIMPLER-based flow simulation algorithm is used as the mathematical model of the system. The error of the numerical solution evaluated by comparison with the measurement is fed back to the mathematical model to reduce the discrepancy. The adoption of this feedback loop distinguishes the state observer from ordinary flow simulations. With this feedback loop the computational result may converge even for unstable flows with fluctuations. A numerical simulation has been performed for a turbulent flow through a square duct to confirm the validity of the present state observer. A real flow is simulated using a standard numerical solution of a developed turbulent flow. Appropriate choice of the proportional feedback gain accelerates the convergence in the simulation by a factor of 60 and reduces the error in estimating the perturbation velocity component by a factor of 0.5 in comparison with he ordinary flow simulation without a feedback loop.
油圧および水圧制御技術の現状査読有り

早瀬敏幸

計測と制御　35　(2)　106-110　1996年
出版者・発行元： The Society of Instrument and Control Engineers
DOI： 10.11499/sicejl1962.35.106 　

ISSN：0453-4662
Numerical Analysis of Response for Pulsatile Flow in Collapsible Tube under variable External Pressure(Simulation for Korotkoff Sounds) 査読有り

HAYASE Toshiyuki

10th Conference of the European Society of Biomechanics Abstracts　22　1996年
Chaotic Vibration in Direct Acting Poppet Valve 査読有り

HAYASE Toshiyuki

19th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics, Abstracts　113　1996年
油圧制御要素の過渡現象査読有り

早瀬敏幸

ターボ機械　24　(9)　540-546　1996年
出版者・発行元： Turbomachinery Society of Japan
DOI： 10.11458/tsj1973.24.540 　

ISSN：0385-8839
進展する油圧・水圧制御-その現状と新潮流査読有り

早瀬敏幸

M&E　23　(10)　198-205　1996年
Numerical Analysis for Stability of Balanced Piston Type Relief Valve 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of 3rd JHPS International Symposium on Fluid Power, Yokohama　531-536　1996年
Micro Sticks-Slip Vibration in Hydraulic Servo Systems 査読有り

HAYASE Toshiyuki

Proceedings of 3rd JHPS International Symposium on Fluid Power, Yokohama　555-560　1996年
Self-Excited Vibration Occurring in Pulsation Flow in Collapsible Tube

Satoru Hayashi, Toshiyuki Hayase, Akihito Koretsune

Advances in Bioengineering, International Mechanical Engineering Congress & Exposition, ASME　Vol. BED-31　207-208　1995年11月
Fundamental Study on Computer Aided Flow Field Control

Toshiyuki Hayase, Satoru Hayashi

Proceedings of International Symposium on Microsystems, Intelligent Materials and Robots　386-389　1995年9月
Chaos in a Hydraulic Control Valve

Satoru Hayashi, Toshiyuki Hayase, Tetsuo Kurahashi

Fluid-Structure Interaction and Structural Mechanics　PVP　(310)　109-115　1995年7月
NUMERICAL-ANALYSIS OF TRANSIENT FLOW-THROUGH A PIPE ORIFICE - (TIME CONSTANT FOR SETTLING FLOW) 査読有り

T HAYASE, P CHENG, S HAYASHI

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　38　(2)　157-163　1995年5月

DOI： 10.1299/jsmeb.38.157 　

ISSN：0914-8817
Numerical Analysis of Transient Flow through a Spool Valve 査読有り

Toshiyuki Hayase, Ping Cheng, Satoru Hayashi

The Reports of the Institute of Fluid Science　7　123-133　1995年3月
出版者・発行元：東北大学
ISSN：0916-2879
スプール弁内の非定常流に関する数値解析査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　61　(584)　1382-1388　1995年

DOI： 10.1299/kikaib.61.1382 　
ポペット弁に発生するカオス現象査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(C編)　61　(585)　18010-1815　1995年
正方形管内乱流の直接数値シミュレーションにおける離散化スキームの比較査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　61　(591)　3967-3974　1995年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.61.3967 　

ISSN：0387-5016

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A direct numerical simulation has been conducted for turbulent flow through a square pipe. Turbulent flow solutions are obtained using the 2nd order accurate central difference scheme as well as Leonard's QUICK scheme for discretizing convective terms on three grid systems of different resolution. Comparison between the results has revealed that the QUICK scheme provides more accurate results with less computational effort than the central difference scheme. In the present condition, the solution for the QUICK scheme converges monotonically with increasing number of grid points, while the result for the central difference scheme shows rather complex behavior.
Mechanism of Hard Self-Excited Vibration in Pipe Value Circuit 査読有り

Satoru Hayashi, Tetsuo Kurahashi, Toshiyuki Hayase

Proceedings of 4th Triennial International symposium on fluid Control, Measurement, and Visualization　641-646　1994年8月
Nonlinear Control of Hydraulic Manipulator

Toshiyuki Hayase, Hiroshi Ishigami, Satoru Hayashi

Proceedings of 1st Asian Control Conference　2　565-568　1994年7月
Numerical Analysis of Collapsible Tube Flow without Separation

Satoru Hayashi, Toshiyuki Hayase, Hiroshi Kawamura

Second World Congress of biomechanics Abstracts　2　263　1994年7月
Numerical Analysis of Transient Flow through a Pipe Orifice Starting from Initial Steady flow 査読有り

Toshiyuki Hayase, Ping Cheng, Satoru Hayashi

Proceedings of 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference　277-282　1994年7月
Strongly Nonlinear Hydraulic Manipulator Designed for Precise Motion Control

Toshiyuki Hayase, Hiroshi Ishigami, Satoru Hayashi

Proceedings of 3rd International Workshop on Advanced Motion Control　783-790　1994年3月
管オリフィス流れの過渡特性に関する数値解析(第2報,定常流にステップ状の圧力変化を与えた場合) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　60　(569)　78-84　1994年

DOI： 10.1299/kikaib.60.78 　
CONTROL OF A FLEXIBLE INVERTED PENDULUM 査読有り

T HAYASE, Y SUEMATSU

ADVANCED ROBOTICS　8　(1)　1-12　1994年

ISSN：0169-1864
衝突による不連続非線形特性を有する系の数値計算法査読有り

早瀬敏幸

油圧と空気圧　25　(3)　439-445　1994年

DOI： 10.5739/jfps1970.25.439 　
情報機器用ポリゴンミラーの負荷トルクに関する基礎的研究(第1報,3次元非定常数値解析) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(C編)　60　(576)　2679-2683　1994年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaic.60.2679 　

ISSN：0387-5024

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A rotating polygon mirror is commonly used in contemporary printing devices. The understanding of the flow field around the rotating mirror is essential for analysis and design, since reduction of the hydrodynamic load torque directly leads to an improvement in the performance. In this paper, a numerical analysis has been conducted for the flow in the space between a fixed outer cylinder and a rotating octagonal inner cylinder. Discretized transport equations are solved for two-dimensional and three-dimensional time-dependent constant property flows using a second-order accurate finite volume scheme within the context of SIMPLER-based iterative methodology. Two-dimensional calculations show a shear-driven recirculating flow in cavity regions, while three-dimensional calculations reveal a distinct turbulent flow structure. The hydrodynamic loss torque is mainly due to an asymmetric pressure distribution on the polygon surface especially at high rotating speed. This result is qualitatively confirmed by a simple model experiment.
コラプシブルチューブに発生する自励振動(集中定数モデルによる検討) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　60　(579)　3636-3641　1994年

DOI： 10.1299/kikaib.60.3636 　
Piecewise-Linear Modeling of Hydraulic System for State-Feedback Control Strategy 査読有り

Toshiyuki Hayase, Naoyuki Isozaki, Satoru Hayashi

Proceedings of the Second JHPS International Symposium on Fluid Power　1993　(2)　533-538　1993年9月
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/isfp.1993.533 　

ISSN：2185-6303

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A piecewise linear model was developed for an electro-hydraulic servo system as a fundamental consideration for applying modern control theory to hydraulic control systems with strong nonlinearity. Comparison among the experimental result and numerical simulations based on the nonlinear and linear models has revealed the advantage of the piecewise linear model to the ordinary linear one. Then singular perturbation technique was applied to obtain a reduced order piecewise-linear model which is conveniently used for personal-computer controlled system design.
Numerical Analysis of Transient Flow through a Pipe Orifice: Time Constant for the Settling Flow 査読有り

Toshiyuki Hayase, Ping Cheng, Satoru Hayashi

Proceedings of the Second JHPS International Symposium on Fluid Power　1993　(2)　671-676　1993年9月
出版者・発行元： The Japan Fluid Power System Society
DOI： 10.5739/isfp.1993.671 　

ISSN：2185-6303

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As a fundamental consideration in hydraulic valve dynamics, transient flow through a pipe orifice has been studied via' a numerical analysis. Steady axisymmetric viscous fluid flow was first investigated to confirm the present SIMPLER based finite volume methodology. Time-dependent calculation for suddenly imposed pressure gradient has shown two distinct characteristic time constants for the transient state. The first characteristic time is commonly considered corresponding to the flow rate change, while the second one concerning to the variation of flow structure has not been treated in earlier studies. The final settling of the flow is established throughout the second characteristic time which is almost ten times larger than the first one for the present condition.
Control of a flexible inverted pendulum 査読有り

Toshiyuki Hayase, Yoshikazu Suematsut

Advanced Robotics　8　(1)　1-12　1993年

DOI： 10.1163/156855394X00013 　

ISSN：1568-5535 0169-1864
管オリフィス流れの過渡特性に関する数値解析(第1報,非定常流の時定数) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　59　(560)　1023-1029　1993年

DOI： 10.1299/kikaib.59.1023 　
ポペツト弁における硬発振現象の発生機構(第1報,定常弁リフトの大きな場合) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(C編)　59　(563)　2020-2025　1993年

DOI： 10.1299/kikaic.59.2020 　
正方形管路内乱流の直接数値シミュレーション査読有り

早瀬敏幸, 末松良一, 菊池秋郎

日本機械学会論文集　58　(546)　p364-370　1992年2月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.58.364 　

ISSN：0387-5016

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A numerical analysis is conducted without introducing any turbulence model for the turbulent flow in a square pipe. The direct numerical calculation approach generally requires a huge computational time and memory size, and is possibly performed on a relatively coarse grid system. Therefore, evaluation of the solution for the coarse grid system is important in practical applications. Comparison with the experiment and the large eddy simulation (LES) reveals that the present calculation successfully predicts the characteristic feature of the turbulent flow even with the coarse grid system. Quantitative improvement of the solution is achieved nearly in proportion to the grid resolution squared.
放射状のスリットをもつ容器内回転円板周りの流れ(三次元数値計算による流れ場,トルク特性の予測) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　58　(550)　1674-1681　1992年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.58.1674 　

ISSN：0387-5016

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Numerical calculations by a finite-difference method have been made for a steady three-dimensional flow induced by a rotating disk with radial slits enclosed in a cylinder, and the results were compared with those for the nonslitted condition. The main conclusions obtained from the calculations are summarized as follows: (1)Considerable radial flows are generated inside the slits of the disk, resulting in a flow pattern quite different from that induced by a disk without slits and an increase of the momentum exchange. (2)With the increase in the Reynolds number the torque transmitted to the slitted disk is increased more due to the angular momentum exchange compared with that of the nonslitted disk.
NUMERICAL STUDY OF 3-DIMENSIONAL FLOW AND HEAT-TRANSFER BETWEEN A FIXED OUTER CYLINDER AND A ROTATING INNER CYLINDER WITH CAVITIES 査読有り

T HAYASE, JAC HUMPHREY, R GREIF

ROTATING MACHINERY : TRANSPORT PHENOMENA　239-254　1992年
Numerical calculation of convective heat transfer between rotating coaxial cylinders with periodically embedded cavities 査読有り

T. Hayase, J. A.C. Humphrey, R. Greif

Journal of Heat Transfer　114　(3)　589-597　1992年

DOI： 10.1115/1.2911322 　

ISSN：1528-8943 0022-1481
A CONSISTENTLY FORMULATED QUICK SCHEME FOR FAST AND STABLE CONVERGENCE USING FINITE-VOLUME ITERATIVE CALCULATION PROCEDURES 査読有り

T HAYASE, JAC HUMPHREY, R GREIF

JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS　98　(1)　108-118　1992年1月

DOI： 10.1016/0021-9991(92)90177-Z 　

ISSN：0021-9991
Direct Numerical Simulation of Turbulent Flow in a Square Pipe 査読有り

Toshiyuki Hayase, Yoshikazu Suematsu

Proceedings of 3rd Triennial International Symposium on Fluid control, Measurement, and Visualization　99-106　1991年8月
Numerical Calculation of Static Flow Characteristics of Collapsible Tube 査読有り

Satoru Hayashi, Toshiyuki Honda, Toshiyuki Hayase

The Reports of the Institute of Fluid Science　3　201-206　1991年3月
フレキシブル倒立振子の安定化制御査読有り

早瀬敏幸

日本ロボット学会誌　9　(2)　162-168　1991年
出版者・発行元： The Robotics Society of Japan
DOI： 10.7210/jrsj.9.162 　

ISSN：0289-1824

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This study treats a particular control problem of an inverted pendulum with flexible structure. An inverted pendulum problem is a fundamental of stabilizing unstable systems such as a walking robot. Furthermore, consideration of the flexibility is essential for control of a light weight mechanical system with quick motion. A controlled system in this study consists of a wire-driven carrier, a flexible beam hinged to the carrier and a weight fixed at the other side of the beam. Linear quadratic control was applied to stabilize the system using a personal computer. However, steady vibration due to the coulomb friction was observed in the system. Characteristics of the nonlinear vibration were well explained by the analysis using the method of averaging. A simple recursive algorithm was employed to estimate the value of the Coulomb friction. With an on-line estimation and compensation of the Coulomb friction, linear quadratic control was successfully applied to stabilize, the system.
AN ADVANCED VISION SENSOR WITH FOVEA

Y SUEMATSU, T HAYASE

IECON 90, VOLS 1 AND 2　1　581-585　1990年
DISTRIBUTION PATTERNS OF EIGENVALUES OF LAMINAR PIPE-FLOW - CLASSIFICATION OF MODES BASED ON DYNAMICS OF THE SYSTEM 査読有り

T ITO, Y SUEMATSU, K HASE, T HAYASE

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES II-FLUIDS ENGINEERING HEAT TRANSFER POWER COMBUSTION THERMOPHYSICAL PROPERTIES　31　(4)　632-638　1988年11月

DOI： 10.1299/jsmeb1988.31.4_632 　

ISSN：0914-8817
円管内層流の固有値分布形態に関する一考察(第3報，固有値分布形態のレイノルズ数への依存性) 査読有り

末松良一, 早瀬敏幸, 長谷賢治, 伊藤忠哉

日本機械学会論文集　54　(505)　2433-2440　1988年9月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.54.2433 　

ISSN：0387-5016

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This study investigates the structure and dynamic behavior of a linear system which describes the perturbation of a laminar pipe flow. In the preceding papers a numerical method for calculating the eigenvalues with sufficient accuracy was proposed, and the characteristic distribution pattern of eigenvalues for Poiseuille pipe flow and the classification of the modes of the perturbations were presented. This paper discusses the effects of the Reynolds number on the distribution pattern of eigenvalues. In the first place, for the Poiseuille pipe flow, it is shown how the distribution of eigenvalues in a complex phase velocity plane takes a tree like shape as the Reynolds number increases. Then the distributions of eigenvalues are calculated for the laminar developing pipe flow and the Poiseuille pipe flow with rigid rotation, which are known to be unstable for high Reynolds number. It is found that these distribution patterns take the same shape as that of Poiseuille pipe flow, and that the unstable eigenvalues belong to the specified modes of perturbations, as predicted in the former report.
Numerical Method for Distribution of Eigenvalues in Laminar Pipe Flows

Tadaya Ito, Kenji Hase, YOshikazu Suematsu, Toshiyuki Hayase

Memories of the Factory Engineering, Nagoya University　40　(1)　121-134　1988年5月
円管内層流の固有値分布態に関する一考察(第1報,Galerkin法における近似部分空間の選択法について査読有り

伊藤忠哉, 長谷賢治, 末松良一, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　53　(491)　1917-1924　1987年7月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.53.1917 　

ISSN：0387-5016

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As the first step in clarifying the structure and dynamic behavior of a linear system which describes the perturbation of a parallel flow in a pipe, the distribution of the eigenvalues in the system in studied. For this purpose, first the formulation is made in a Hilbert space, which facilitates the geometrical interpretation of the problem. Then, by applying the Galerkin method, a finite dimensional approximate linear system is obtained. In the latter process, a difficulty arises as to how the order of the approximation is to be determined. To give an answer to this, a concrete measure is proposed using the concept of the operator invariance of the subspace. To examine the validity of the measure, the distribution of the eigenvalues of Poiseuille flow is calculated. It is found that the proposed measure is a dequate for obtaining the accurate distribution of the eigenvalues.
円管内層流の固有値分布形態に関する一考察(第2報,固有モード群の分類とその力学的性格) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　53　(495)　3227-3235　1987年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.53.3227 　

ISSN：0387-5016

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This study aims to clarify the structure and dynamic behavior of the linear system which describes the small perturbation of a laminar pipe flow. In the preceding paper the eigenvalue problem was formulated for a Hilbert space, based on the spectrum theory. And a numerical method for calculating the eigenvalues was proposed, together with a measure of accuracy. Applying the proposed method, this paper discusses the distribution of eigenvalues and the mode of perturbations for the Poiseuille pipe flow. The wave perturbations for various azimuthal and axial wave numbers are investigated with a fixed Reynolds number. It is shown that the distribution of eigenvalues in a complex phase velocity plane has a tree like shape. The mode of perturbations is divided into three classes : slow, fast and mean modes by the axial phase velocity, or wall, center and neutral modes by the radial distribution of the magnitude of the eigenfunction. For each type of mode, the location of the corresponding eigenvalue in the complex phase velocity plane is clarified, and the dependence of the eigenvalue on the original linear dynamic system is also clarified by computer calculations.
VORTEX BREAKDOWN PHENOMENA IN A CIRCULAR PIPE .5. AXISYMMETRICAL BREAKDOWN IN ROTATING CONICAL PIPES 査読有り

Y SUEMATSU, T ITO, T HAYASE

BULLETIN OF THE JSME-JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS　29　(258)　4122-4129　1986年12月

ISSN：0021-3764
VORTEX BREAKDOWN PHENOMENA IN A CIRCULAR PIPE .4. MECHANISM OF AXISYMMETRICAL BUBBLE TYPE BREAKDOWN 査読有り

Y SUEMATSU, T HAYASE, T ITO

BULLETIN OF THE JSME-JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS　29　(253)　2086-2094　1986年7月

ISSN：0021-3764
管内旋回流における渦流崩壊現象に関する一考察(第5報，回転するテーパ管内旋回流中の軸対称形崩壊) 査読有り

末松良一, 伊藤忠哉, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集　52　(476)　1626-1633　1986年4月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.52.1626 　

ISSN：0387-5016

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It is known that a swirling flow in a diverging pipe breaks down more easily than a flow in a converging one. In this report, experiments are made using diverging, converging and straight pipes, in order to clarify the relation between the shape of pipes and the occurrence of the breakdown. Swirling flow fields, that are realized by rotation of pipes, are measured by a Laser-Doppler-Velocimeter. When each pipe rotates faster than a certain critical value, a stationary internal wave occurs. The vortex breakdown phenomenon is due to the internal waves in swirling flows, as pointed out in preceding reports. In the diverging pipe, the amplitude of the wave is rather smaller than that in the converging pipe ; but the mean axial flow near the axial is fairly retarded, so that the flow reverses at the trough of the superposed wave component, and bubble type breakdown appears. A mathematical model is also presented to give a qualitative explanation of the effect of a sectional area variation.
GROWING PROCESS AND STRUCTURE OF AXISYMMETRICAL VORTEX BREAKDOWN .1. AN INVISCID LINEAR-MODEL OF THE GROWING PROCESS OF A BUBBLE 査読有り

Y SUEMATSU, T ITO, T HAYASE, N KATO

BULLETIN OF THE JSME-JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS　29　(249)　773-780　1986年3月

ISSN：0021-3764
管内旋回流における渦流崩壊現象に関する一考察(第4報，直円管内における軸対称形崩壊の機構) 査読有り

末松良一, 伊藤忠哉, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集　51　(471)　3488-3496　1985年11月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.51.3488 　

ISSN：0387-5016

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管内旋回流中に発生する軸対称形(渦塊形)の渦流れの崩壊の機構を解析的、実験的に検討した。すなわちレーザ流速計による流れ場の測定により、管の回転(管軸まわり)、非回転にかかわらず、旋回流の流れ場には、上流境界条件に応ずる減衰波状の定常な内部波が生起することを確認した。実験結果は解析の帰結と良い一致を示す。また渦流れ崩壊は、上記内部波の振幅が大きく、管軸部に逆流部を含む場合の流動状態にほかならないことを立証した。
On the Vortex Breakdown Phenomena in a Swirling Pipe-Flow 査読有り

Tadaya Ito, Yoshikazu Suematsu, Toshiyuki Hayase

Memoirs of the Faculty of Engineering, Nagoya University　37　(2)　117-172　1985年10月
軸対称形渦流崩壊における渦塊の形成過程とその構造(第1報,渦塊形成過程の非粘性モデル) 査読有り

早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　51　(467)　2288-2295　1985年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.51.2288 　

ISSN：0387-5016

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This paper treats the vortex breakdown of the axisymmetric type in a swirling pipe flow, in reder to clarify the growing process of the bubble. The unsteady flow field is investigated based on the inviscid linear theory of the internal wave (inertia wave). The expression of the time dependent flow field with the internal wave propagation whibh satisfies the condition of arbitrary velocity change at the upstream boundary of the circular pipe, is derived. Using this expression, the transition of the flow field, the streamlines and the streaklines calculated by computer, are examined. The unsteady flow field, as the result of a sudden azimuthal velocity change at the upstream boundary, clearly shows the birth of the bubble and the growing process into a stationary state. The theoretical results are compared with the experimental growing process of the bubble in an actual swirling pipe flow obtained by the visualization technique. Both results agree with each other fairly well concerning the bubble structure during the growing period. The behaviour of the flulid elements which are entrained into the bubble is also mentioned from the results of calculated pathlines.
EXPERIMENTS ON THE ELASTOID-INERTIA OSCILLATIONS OF A RIGIDLY ROTATING FLUID IN A CYLINDRICAL VESSEL 査読有り

T ITO, Y SUEMATSU, T HAYASE, T NAKAHAMA

BULLETIN OF THE JSME-JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS　27　(225)　458-467　1984年

DOI： 10.1299/jsme1958.27.458 　

ISSN：0021-3764
円筒容器内で剛体回転する流体の慣性振動に関する実験的研究査読有り

伊藤忠哉, 末松良一, 早瀬敏幸, 中浜敬文

日本機械学会論文集　49　(443)　1398-1409　1983年7月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.49.1398 　

ISSN：0387-5016

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筒軸を軸として一定角速度で回転する円筒の流体の慣性振動を実験的に調べ,種々のモードに対応する流動形態を考察した.また非粘性・線形近似の理論に基づいて解析を行い,流動形態および振動数に関して実験結果とし比較した.その結果,流体の粘性および方程式の非線形性の効果をもうける実際の慣性振動の状況は,流れ場の形および振動数の両面において,上記近似理論により,ほぼ良好に予測し得ることが知られた.
EXPERIMENTS ON THE PRECESSION OF THE VORTEX .1. ON THE OSCILLATORY PHENOMENA IN A SWIRLING PIPE-FLOW 査読有り

T ITO, Y SUEMATSU, N KANDA, T HAYASE

BULLETIN OF THE JSME-JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS　26　(218)　1348-1356　1983年

ISSN：0021-3764
管内旋回流に発生する振動的な流動現象の研究(第1報，サイクロン状流路における渦心の振れ回り現象の実験) 査読有り

伊藤忠哉, 末松良一, 神田直美, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集　48　(436)　2472-2483　1982年12月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.48.2472 　

ISSN：0387-5016

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管軸方向に反転する流れを伴い, 管断面における平均流量が0であるような管内旋回流にときに生起する, うず心の振れ回り現象を対象に選び, その発生時における流れ場の形, 振れ回り振動数と諸パラメータとの関係, 管軸から伸びるうず心の描く曲線形状など, 現象の基本的性格を実験的検討により明らかにした. また, 現象の特徴的な流動形態が, 比較的簡単な近似理論模型によって説明されることを指摘した.
管内旋回流における渦流崩壊現象に関する一考察(第3報，崩壊形態に関する理論結果と実験との比較) 査読有り

末松良一, 伊藤忠哉, 早瀬敏幸, 堀藤夫

日本機械学会論文集　47　(421)　1736-1747　1981年9月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.47.1736 　

ISSN：0387-5016

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前報までにおいて, 崩壊現象は旋回流中に生起する波動形かく乱による流動様式の急変現象であるとの観点から, 諸崩壊形態に対して統一的説明を試みた. 本報では, 現象観測用の実験装置を製作し, 従来観測されていない崩壊形態をも含めて, 実際の管内旋回流に発生するさまざまな形態のうず流崩壊現象を観測し, その実験結果と理論結果との対比により, 前報までの, 崩壊形態に関する理論的説明の妥当性を検証した.

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MISC 280

Numerical simulation of real-world flows 招待有り査読有り

Toshiyuki Hayase

Fluid Dynamics Research　47　(5)　1-19　2015年9月23日
出版者・発行元： Institute of Physics Publishing
DOI： 10.1088/0169-5983/47/5/051201 　

ISSN： 0169-5983
F051003 実験計測と数値計算の融合流体解析招待有り

早瀬敏幸

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2012　"F051003-1"-"F051003-4"　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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High repetition rate simultaneous planar laser induced fluorescence (PLIF) of CH and OH radicals and stereoscopic particle imaging velocimetry (PIV), both at 10 kHz, was developed. The high repetition simultaneous system is applied to methane-air turbulent jet premixed flame to show the performance of developed system. The obtained simultaneous CH and OH PLIF images well represent flame dynamics in turbulent jet premixed flame. Simultaneously obtained three-component velocity vectors also represent relation between fluid velocity and flame dynamics. From temporal analyses, the injection frequency of the large-scale unburnt mixture island is clarified. The creation of small scale unburnt mixture islands from the large scale ones, which may contribute the enhancement of turbulent burning velocity, is also presented. For general understanding of flame structure, Proper Orthogonal Decomposition (POD) analysis has been applied to the OH PLIF images.
計測融合シミュレーションによる実現象の流れ解析 (特集デジタルツイン・遠隔監視の最新動向)

早瀬敏幸

ターボ機械 = Turbomachinery　47　(9)　537-545　2019年9月
出版者・発行元：ターボ機械協会 ; 1973-
ISSN： 0385-8839
計測融合血流解析の医療応用 (特集医療に関わるフルードパワー)

早瀬敏幸

フルードパワーシステム = Journal of the Japan Fluid Power System Society : 日本フルードパワーシステム学会誌　50　(4)　174-177　2019年7月
出版者・発行元：日本フルードパワーシステム学会
ISSN： 1346-7719
血管壁近傍血流場が内皮細胞損傷に与える流体力学的影響の解明:（斜流負荷実験における HUVEC と HAEC のはく離率の比較）

井上浩介, 早瀬敏幸, 宮内優

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2019　(0)　2G33　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2019.31.2G33 　
間質領域への漏出を考慮した腫瘍微小環境の流れに対する有限要素解析:（提案手法の妥当性の評価）

武田智文, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2019　(0)　2G23　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2019.31.2G23 　
心臓・大動脈系の磁気共鳴画像計測融合血流シミュレーションに関する基礎的研究:（上行大動脈の血流動態）

堀雄貴, 宮内優, 早瀬敏幸, Alain Lalande, Jean-Joseph Christophe

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019　(0)　1C23　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2019.30.1C23 　
2 次元超音波計測融合血流解析システムによる腕部動脈の解析:（橈骨動脈内の血流動態）

木村清一, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019　(0)　1C31　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2019.30.1C31 　
大動脈弁狭窄症が左心室内の血流場に与える影響に関する数値解析:（駆出率による影響）

高田剛志, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019　(0)　1C22　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2019.30.1C22 　
左心室における拍出血流速度分布に関する数値解析

小坂修太, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019　(0)　1C21　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2019.30.1C21 　
間質領域への漏出を考慮した腫瘍微小環境の流れに対する有限要素解析:（二次元問題への適用）

武田智文, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019　(0)　1C34　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2019.30.1C34 　
3 次元超音波計測融合血流解析システムの基礎的研究:（血管形状の抽出）

工藤弘瀬, 宮内優, 早瀬敏幸, 井上浩介

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2019　(0)　2G35-717　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2019.31.2G35 　
心臓病変が左心室内の血流場に与える影響に関する数値解析:（大動脈弁狭窄症の影響）

高田剛志, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2019　(0)　2G26-613　2019年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2019.31.2G26 　
間質への漏出を考慮した単純形状腫瘍血管モデルの2次元流体解析

宮内優, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2018　(0)　2F09　2018年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2018.30.2F09 　
182 超音波計測融合シミュレーションによるFBGバイタルセンシング機序の解明:（超音波ファントムによる計測実験）

原田大輔, 宮内優, 早瀬敏幸, 井上浩介, 白井敦, 児山祥平, 石澤広明

東北支部総会・講演会講演論文集　2018　(0)　161-162　2018年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmeth.2018.53.161 　
手首拍動流モデルを用いた脈波計測システムの基礎的評価:（計測信号と血管内圧，変形の解析）

坪井達哉, 白井敦, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2018　(0)　1B31　2018年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2018.29.1B31 　
脳動脈瘤の肥厚部位と菲薄部位を特定する血行力学パラメータに関する研究:（輸送方程式の解析に基づく肥厚部位を特定するパラメータの評価）

青木一将, 宮内優, 早瀬敏幸, 杉山慎一郎, 冨永悌二

バイオフロンティア講演会講演論文集　2018　(0)　1C25　2018年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2018.29.1C25 　
左心室の内部構造が血流場に与える影響に関する数値解析:（肉柱・乳頭筋とひねり運動を考慮した解析）

細井鴻一, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2018　(0)　1C22-623　2018年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2018.29.1C22 　
Investigation of Non-equilibrium Turbulence and Its Application to Flow Control (Cases of inhomogeneous, anisotropic and compressible turbulence)

Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, K. Iwano, T. Watanabe, T. Hayase, K. Takamure, K. Tanaka, S. Nagaya

Proc. of the 17th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2017)　1 page　2017年11月
Direct Numerical Simulations of Interaction between Planar Shock Wave and Homogeneous Isotropic Turbulence at Low Turbulent Mach Number 査読有り

K. Tanaka, T. Watanabe, K. Nagata, A. Sasoh, Y. Sakai, T. Hayase

Proc. of the 31st International Symposium on Shock Waves (ISSW31)　USB (6 pages)　2017年7月

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The 31st International Symposium on Shock Waves (ISSW31) will be held July 9-14, 2017, at Toyoda Auditorium, Nagoya University, Nagoya, Japan. This will be the third ISSW held in Japan, after 26 years from ISSW-18 in Sendai. The symposium will be organized with strong supports from International Shock Wave Institute (ISWI), Shock Wave Research Society of Japan, School of Engineering of Nagoya University, and some other societies, organizations, governments and industries. ISSW provides excellent forum of shock wave research and its applications to science, engineering, medical and other various fields. As well as scientific programs, participants will enjoy cultural activities including watching Grand Sumo Tournament held during the symposium period.
先進的医用超音波イメージングに関する研究

田邉将之, 内藤優, 西本昌彦, 橋本浩, 地挽隆夫, 島崎正, 宮内優, 井上浩介, 早瀬敏幸

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　2015　221‐224　2017年3月
Investigation of Non-equilibrium Turbulence and Its Application to Flow Control (Cases of Mixing Layer, Grid Turbulence and Jet)

Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, K. Iwano, T. Watanabe, T. Hayase, K. Takamure, M. Li

Proc. of the 16th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2016)　Paper No. CRF-57, pp.116-117　2016年10月
二次元超音波計測融合血流解析における超音波計測のスペックルノイズの影響

門脇弘子, 早瀬敏幸, 船本健一, 宮内優, 井上浩介, 島崎正, 地挽隆夫, 見山広二

超音波TECHNO　5-6　15-20　2016年6月
出版者・発行元：日本工業出版
外乱がtwinkling artifactに与える影響

田邉将之, 内藤優, 橋本浩, 地挽隆夫, 島崎正, 宮内優, 井上浩介, 早瀬敏幸, 西本昌彦

超音波医学　43　(Suppl.)　S768(J‐STAGE)-S768　2016年4月15日
出版者・発行元： (公社)日本超音波医学会
ISSN： 1346-1176
2D34 酸素濃度制御マイクロ流体デバイスによる血管内皮細胞単層の物質透過性の評価

松原健人, 船本健一, ZERVANTONAKIS Ioannis K., 船本聖絵, 伊藤拓哉, 正宗淳, 木村芳孝, 早瀬敏幸, KAMM Roger D.

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2016　(28)　"2D34-1"-"2D34-5"　2016年1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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Permeability changes of an endothelial cell (EC) monolayer are related to many diseases. This study evaluated permeability of the EC monolayer under normoxia and hypoxia by using fluorescent dextrans of two different molecular weights in a microfluidic device with controllability of oxygen tension. As the results, permeability of the EC monolayer increased by hypoxic exposure, and the increase of the permeability measured by fluorescent dextran of 10 kDa was smaller than that measured by fluorescent dextran of 70 kDa. The results indicated that the size-selectivity of EC monolayer became weaken under hypoxia.
2F42 2次元超音波計測融合血流解析における速度ベクトルの解析精度の検証

門脇弘子, 早瀬敏幸, 宮内優, 井上浩介, 島崎正, 地挽隆夫, 見山広二

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2016　(28)　"2F42-1"-"2F42-5"　2016年1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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Information on hemodynamics is essential for elucidation of mechanisms and development of novel diagnostic methods for circulatory diseases. Two-dimensional ultrasonic-measurement-integrated (2D-UMI) blood flow analysis system provides detailed information on intravascular hemodynamics by feeding back an ultrasonic measurement to a numerical blood flow simulation. The purpose of this study was to clarify analysis accuracy of velocity vectors in 2D-UMI blood flow analysis. 2D-UMI analysis was performed for ultrasonic measurement data of a steady flow of blood-mimicking fluid in a model of a human carotid artery with a stenosis, and the analysis result was compared with corresponding three-dimensional computational fluid dynamics (3D-CFD) analysis result. As a result, the velocity vector profile deflected to the lower wall side obtained in 3D-CFD analysis result was properly reproduced in the 2D-UMI analysis.
168 MR画像データに基づく左心室内血流場の数値解析 : 心室内部表面構造の影響

山田智美, 早瀬敏幸, 宮内優

講演論文集　2016　(51)　133-134　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
B106 マイクロ流体デバイスによる低酸素下の血管内皮細胞の物質透過性の計測(B1-2 細胞バイオメカニクス2(細胞計測))

松原健人, 船本健一, ZERVANTONAKIS Ioannis K., 船本聖絵, 伊藤拓哉, 正宗淳, 木村芳孝, 早瀬敏幸, KAMM Roger D.

バイオフロンティア講演会講演論文集　2015　(26)　35-36　2015年10月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
7・8・1 生体流動(7・8 生体・生物流れ,7.流体工学,<特集>機械工学年鑑)

早瀬敏幸

日本機械学會誌　118　(1161)　472-473　2015年8月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 0021-4728
機械工学年鑑，7. 流体工学

西山秀哉, 福西祐, 伊澤精一郎, 浅井圭介, 澤田恵介, 孫明宇, 祖山均, 石本淳, 山本悟, 伊賀由佳, 須藤誠一, 中野政身, 佐藤岳彦, 高奈秀匡, 徳増崇, 米村茂, 早瀬敏幸, 石川拓司

日本機械学会誌　118　(1161)　27-33　2015年8月5日
出版者・発行元：日本機械学会
生体流動

早瀬敏幸

日本機械学会誌　118　(1161)　472-473　2015年8月5日
2A24 脳動脈瘤内の血流の数値解析における上流端の設定法の検討(OS11-4:生体流れの計算バイオメカニクス:疾病の再現および診断・治療への応用(4))

鈴木大地, 船本健一, 杉山慎一郎, 早瀬敏幸, 冨永悌二

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2015　(27)　317-318　2015年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
1D42 傾斜遠心顕微鏡による内皮細胞上の赤血球の摩擦特性の計測 : 傾斜遠心力の垂直成分の影響(OS3-2:血球運動のバイオメカニクス(2))

井上浩介, 早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2015　(27)　169-170　2015年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
1B11 3次元非定常の超音波計測融合血流解析における圧力場の再現に関する検討(OS8-1:循環器系のバイオメカニクスと医療機器(1))

船本健一, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2015　(27)　49-50　2015年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
1B13 2次元超音波計測融合シミュレーションシステムにおける解析精度の実験的検証(OS8-1:循環器系のバイオメカニクスと医療機器(1))

門脇弘子, 早瀬敏幸, 船本健一, 井上浩介, 島崎正, 地挽隆夫, 見山広二

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2015　(27)　53-54　2015年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
1C34 低酸素マイクロ流体デバイスを用いた血管内皮細胞単層の物質透過性の評価(OS2-3:細胞・分子のバイオメカニクス(3))

松原健人, 船本健一, Zervantonakis Ioannis, 船本聖絵, 伊藤拓哉, 正宗淳, 木村芳孝, 早瀬敏幸, KAMM Roger

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2015　(27)　121-122　2015年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
超音波計測と計測融合シミュレーションによる血圧場と血流場の同時解析システム

曾根周作, 早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　27th　2015年

ISSN： 1348-2920
空間発展する乱流の構造に及ぼす外部乱れの影響の解明およびその熱流動制御への応用

酒井康彦, 早瀬敏幸, 長田孝二, 寺島修, 呉楠楠, 夏爽, 渡邉智昭

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　2013　61-62　2014年10月
Effects of External Disturbances on Spatial Development of Turbulence and toward the Control of Thermo-Fluid Dynamics (Cases of Boundary Layer, Wake, and Jet)

Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase, S. Xia, Y. Zhou, T. Watanabe, A. Sasoh, N. Wu, K. Takeuchi

Proc. of the 14th International Symposium on Advanced Fluid Information　170-171　2014年10月
Heat Transfer in a Developing Region of a Boundary Layer Affected by a Wake of a Square Bar

S. Xia, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase

Proc. of the 11th International Conference on Flow Dynamics　606-607　2014年10月
The Helical Behavior of the Single-Square Grid-Generated Turbulence

Y. Zhou, K. Nagata, Y. Sakai, Y. Ito, T. Hayase

Proc. of the 11th International Conference on Flow Dynamics　544-545　2014年10月
Numerical Study on a Boundary Layer with Heat Transfer Affected by a Wake of a Square Bar 査読有り

S. Xia, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase

Journal of Fluid Science and Technology　9　(3)　No.14-00042 (9pages)　2014年9月

DOI： 10.1299/jfst.2014jfst0061 　
Influence of Reynolds Number on Coherent Structure, Flow Transition and Evolution of Plane Jet 査読有り

N. Wu, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Journal of Fluid Science and Technology　9　(2)　13- 00288 (14pages)　2014年7月

DOI： 10.1299/jfst.2014jfst0013 　
Twinkling Sign機序解明のための超音波照射による微粒子挙動の光学観察

LIU Lei, 船本健一, 田邉将之, 早瀬敏幸

超音波医学　41　(Suppl.)　S449-S449　2014年4月15日
出版者・発行元： (一社)日本超音波医学会
ISSN： 1346-1176
ソノサイトメトリーの基盤技術の検討

小松洋介, 長岡亮, 船本健一, 早瀬敏幸, 政氏伸夫, 金井浩, 西條芳文

超音波医学　41　(Suppl.)　S481-S481　2014年4月
出版者・発行元： (公社)日本超音波医学会
ISSN： 1346-1176
超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定精度の向上

門脇弘子, 早瀬敏幸, 船本健一, 曾根周作, 島崎正, 地挽隆夫, 見山広二, 劉磊

超音波医学　41　(Suppl.)　S480-S480　2014年4月
出版者・発行元： (公社)日本超音波医学会
ISSN： 1346-1176

eISSN： 1881-9311
光電脈派計測と超音波計測融合解析による血圧血流同時計測システムによるWI解析

曾根周作, 早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦

超音波医学　41　(Suppl.)　S480-S480　2014年4月
出版者・発行元： (公社)日本超音波医学会
ISSN： 1346-1176

eISSN： 1881-9311
DNS Study on the Development of Boundary Layer with Heat Transfer under the Effects of External and Internal Disturbances 査読有り

S. Xia, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Journal of Fluid Science and Technology　9　(1)　No.13-00259 (13pages)-JFST0005　2014年3月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jfst.2014jfst0005 　

ISSN： 1880-5558

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The effects of external and internal disturbances on the development of boundary layer with heat transfer are investigated by means of direct numerical simulation (DNS) based on the finite difference scheme. The fractional step method is used to solve the governing equations. The external disturbance is generated by a regular turbulence-generating grid, while the internal disturbance is generated by a tripping object mounted on the wall. In order to clarify the momentum and heat transfer mechanism in a boundary layer under these effects, the instantaneous and statistical characteristics of velocity and temperature fields are presented and discussed along with their interactions. The results show that the boundary layer in the case with grid turbulence becomes turbulent even though the Reynolds number based on the momentum thickness is low. On the other hand, in the case with the tripping object, only low-amplitude fluctuations are generated in the vicinity of the tripping object and the boundary layer does not fully developed. The grid increases the skin friction and enhances heat transfer more significantly than the tripping object. It is also found that strong strain in the viscous sublayer, which is induced by the vortical motion in the buffer layer, contributes to the enhancement of heat transfer.
流体解析における計測とシミュレーションの融合招待有り

早瀬敏幸

機械の研究　66　(2)　93-101　2014年2月
出版者・発行元：養賢堂
ISSN： 0368-5713
1G11 脳動脈瘤の壁面性状と血行力学パラメータの比較(OS5-1:生体流れの計算バイオメカニクス:疾病の再現および診断・治療への応用(1))

鈴木大地, 船本健一, 杉山慎一郎, 中山敏男, 早瀬敏幸, 冨永悌二

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2014　(26)　207-208　2014年1月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
2B25 小動物用超音波計測連成解析システムによる3次元血管形状抽出と血流解析の精度検証(OS7-1:次世代超音波診断・治療技術(1))

坂西山河, 早瀬敏幸, 船本健一, 曾根周作

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2014　(26)　309-310　2014年1月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2014.26.309 　
2B46 総頸動脈内血流の2次元超音波計測融合シミュレーションにおける2次元断面流量の軸方向変化の影響(OS6:超音波診断技術の最前線)

松本拓也, 船本健一, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2014　(26)　335-336　2014年1月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
2B47 超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定の評価関数に関する考察(OS6:超音波診断技術の最前線)

門脇弘子, 早瀬敏幸, 船本健一, 曾根周作, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二, 劉磊

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2014　337-338　2014年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2014.26.337 　
168 傾斜遠心力場における赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明 : 赤血球とグリコカリックスの相互作用モデルを用いた数値解析による摩擦特性の再現

八柳暁, 早瀬敏幸, 井上浩介, 船本健一, 白井敦

講演論文集　2014　(49)　133-134　2014年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤破裂予測

杉山慎一郎, 船本健一, 早瀬敏幸, 清水宏明, 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　2013　2014年
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
Characteristics of Turbulent/non-turbulent Interface in a Turbulent Planar Jet with a Chemical Reaction

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Osamu Terashima, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

APS Meeting Abstracts　2013年11月
DNS Study on Boundary Layer with Heat Transfer affected by Disturbances Created by a Grid and Small Cubes

S. Xia, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Proc. of the 10th International Conference on Flow Dynamics (ICFD)　126-127　2013年11月

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November 25-27, 2013 Sendai International Center
Reynolds-Number Dependency of Budget of Kinetic Energy and Turbulence Structure in Plane Jet

N. Wu, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, O. Terashima, T. Hayase

Proc. of the 10th International Conference on Flow Dynamics (ICFD)　76-77　2013年11月

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November 25-27, 2013 Sendai International Center
Scalar Transfer across a Turbulent/non-turbulent Interface in a Planar Jet

Tomoaki Watanabe, Yasuhiko Sakai, Kouji Nagata, Osamu Terashima, Yasumasa Ito, Toshiyuki Hayase

2013年10月2日

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This fluid dynamics video is an entry for the Gallery of Fluid Motion of the 66th Annual Meeting of the APS-DFD. In this video, the scalar transfer across the turbulent/non-turbulent (T/NT) interface in a planar jet is investigated by using a direct numerical simulation. Visualization of the scalar flux across the T/NT interface shows that the diffusive species premixed in the ambient flow is transferred into the turbulent region mainly across the leading edge (Here, the leading edge is the T/NT interface across which the turbulent fluid turns into the non-turbulent fluid in the streamwise direction).
空間発展する乱流の構造に及ぼす外部乱れの影響の解明およびその熱流動制御への応用

酒井康彦, 早瀬敏幸, 長田孝二, 寺島修, 呉楠楠, 夏爽, 渡邉智昭

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　2012　37-38　2013年10月
1109 DNS STUDY ON PRESSURE CHARACTERISTICS OF FRACTAL-GENERATED TURBULENCE

Hiroki Suzuki, Kouji Nagata, Yasuhiko Sakai, Toshiyuki Hayase, Yutaka Hasegawa, Tatsuo Ushijima

Jets, wakes and separated flows : proceedings of International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows, ICJWSF　2013　(4)　"1109-1"-"1109-4"　2013年9月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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We discuss the fundamental characteristics of pressure fluctuation in fractal-generated turbulence, generated by a square-type fractal grid, along the center line. Several experiments in recent years have indicated an unconventional nature of fractal-generated turbulence, in contrast to conventional grid turbulence and homogeneous isotropic turbulence, although all fall into the general category of grid turbulence. Although numerical analyses such as direct numerical simulations can investigate quantities that are difficult to measure, such as fluctuation in static pressure and derivatives of velocity fluctuations, there have been few numerical investigations on fractal-generated turbulence. Therefore, in this research we attempt to simulate such quantities of fractalgenerated turbulence along the center line, where previous experiments focused on turbulence characteristics. The Reynolds number based on the effective mesh size is 2500. The computational domain size in the streamwise direction is larger than one hundred times the effective mesh size. The numerical technique of our direct numerical simulation is based on the higher order Runge-Kutta method and the finite-difference method basically consisting of the Morinishi scheme. The results show that the ratio between the rms fluctuating static pressure and the intensity of the velocity fluctuation, which would be constant according to theories of homogeneous isotropic turbulence, increases along the streamwise direction.
軟組織内微細石灰化Twinkling Signに関する実験的研究:粒子径,粒子種類が与える影響

LIU Lei, 船本健一, 田邉将之, 早瀬敏幸

超音波医学　40　(Suppl.)　S408-S408　2013年4月15日
出版者・発行元： (一社)日本超音波医学会
ISSN： 1346-1176
228 等方性乱流場と平面衝撃波の相互干渉に関する直接数値シミュレーション(OS3-3 乱流現象の実験と数値シミュレーション(3),OS3 乱流現象の実験と数値シミュレーション)

齋藤大輝, 酒井武治, 佐宗章弘, 長田孝二, 酒井康彦, 北村拓也, 早瀬敏幸

東海支部総会講演会講演論文集　2013　(62)　127-128　2013年3月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
3C14 脳動脈瘤内の3次元血流解析とMRI計測の比較(GS7-5:循環器系のバイオメカニクス(5))

鈴木大地, 船本健一, 早瀬敏幸, 杉山慎一郎

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2013　(25)　547-548　2013年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
2A08 総頸動脈内の3次元血流場に対する2次元超音波計測融合シミュレーションの解析精度の検証(OS2-1:次世代超音波診断・治療における技術展開(1))

松本拓也, 船本健一, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2013　(25)　247-248　2013年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
2A10 小動物用超音波計測連成解析システムによるマウスの頸動脈の血流解析(OS2-1:次世代超音波診断・治療における技術展開(1))

坂西山河, 早瀬敏幸, 船本健一, 曾根周作

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2013　(25)　251-252　2013年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2013.25.251 　
2C10 ガラス平板上におけるHL60の挙動に与える分化の影響に関する傾斜遠心顕微鏡を用いた実験的研究(GS7-1:循環器系のバイオメカニクス(1))

杉山佳郎, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2013　(25)　331-332　2013年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
2A09 超音波計測融合シミュレーションによる血液粘度の推定(OS2-1:次世代超音波診断・治療における技術展開(1))

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二, 劉磊

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2013　(25)　249-250　2013年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2013.25.249 　
超音波Mモードイメージングと光電容積脈波センシングによる脈波同定の比較

曾根周作, 早瀬敏幸, 船本健一

超音波医学　40　2013年

ISSN： 1346-1176
超音波計測融合シミュレーションによる生体内の血液粘度の推定

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二, LIU Lei

超音波医学　40　2013年

ISSN： 1346-1176
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤破裂予測

杉山慎一郎, 船本健一, 早瀬敏幸, 清水宏明, 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　2012　2013年
226 DNSとPDF法による反応性二次元噴流の数値計算(OS3-3 乱流現象の実験と数値シミュレーション(3),OS3 乱流現象の実験と数値シミュレーション)

渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修, 伊藤靖仁, 早瀬敏幸

東海支部総会講演会講演論文集　2013　(0)　123-124　2013年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmetokai.2013.62.123 　
2C16 血管内圧による狭窄部の形状変化と血流分布の関連性(GS7-2:循環器系のバイオメカニクス(2))

清水康智, 劉磊, 信太宗也, 船本健一, 早瀬敏幸, 太田信

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2013　(0)　343-344　2013年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2013.25.343 　
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
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
Influence of surface model extraction parameter on computational fluid dynamics modeling of cerebral aneurysms (vol 45, pg 2355, 2012)

Shunsuke Omodaka, Takashi Inoue, Kenichi Funamoto, Shin-ichirou Sugiyama, Hiroaki Shimizu, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

JOURNAL OF BIOMECHANICS　45　(16)　2947-2947　2012年11月

DOI： 10.1016/j.jbiomech.2012.09.012 　

ISSN： 0021-9290
C207 小動物用超音波計測連成解析システムにおける血管形状抽出の高精度化(C2-2 生体計測2)

坂西山河, 早瀬敏幸, 船本健一, 曾根周作

バイオフロンティア講演会講演論文集　2012　(23)　181-182　2012年10月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2012.23.181 　

ISSN： 1348-2939
A103 2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の血流解析(A1-1 生体流体工学1)

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

バイオフロンティア講演会講演論文集　2012　(23)　5-6　2012年10月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2012.23.5 　

ISSN： 1348-2939
J024044 分岐を考慮した腕部血管系一次元数学モデルにおける脈波の反射の検証

高島稔, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2012　"J024044-1"-"J024044-5"　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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The pulse diagnosis is one of medical techniques in the traditional Chinese medicine. In the pulse diagnosis, a doctor put fingers onto radial artery of a patient and diagnoses diseases from the tactile sense of the pulse waves detected by the fingers with various indentation patterns of the artery. This diagnosis is a simple and non-invasive. And it is also said to be able to detect decline of the health. We have developed one dimensional mathematical model of arterial blood flow in an arm to reproduce the indentation of the radial artery by a finger, expecting essence of the diagnosis is in the change of the pulse waves by the indentation. This model takes into consideration bifurcation and reconnection of radial and ulnar arteries. In this research, we modified this model to quantitatively reproduce reflection of pressure waves at the bifurcation and reconnection, and it was verified by comparing the numerical result with analytical solution derived from characteristic impedance of the arteries.
J024021 水上跳躍昆虫の流体力学的研究

貝沼俊哉, 須藤誠一, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2012　"J024021-1"-"J024021-4"　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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This paper concerned with the relationship between the body structure and the locomotive functions of springtail. The jumping movements of springtails from the inside of the bubble at the air-water interface were analyzed from high-speed sequences of images captured at rate of 4500 frames per second. The results of an experiment aimed at elucidating the jumping mechanisms of water-floating springtails are described. The variation of vertical velocity during the springtail jump was analyzed. The microscopic structure of body was also clarified by a laser scanning microscope. The effect of drag reduction during the movements of springtail in the air was discussed with the analysis of jumping motion from the view point of hydrodynamics and microscopic observation of the structure on the body surface.
J024022 水棲微小生物の推進機構に関する数値解析 : 定常層流下における単一遊泳脚モデルの形状が推進力に与える影響

井上浩介, 白井敦, 早瀬敏幸, 須藤誠一

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2012　"J024022-1"-"J024022-4"　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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In this study, opossum shrimps were introduced to elucidate propulsion mechanism of small aquatic creatures by ciliated pleopods. A pleopod was simplified to a straight cylindrical stem of 1.0mm in length and 0.1mm in diameter with 10 much narrower cylinders perpendicularly projecting on its either side to mimic the cilia. Flow resistance acting on the pleopod in a uniform flow, which corresponds to the propulsion force in rowing it, was computed, and it was found that the resistance decreased when interval between the adjacent cilia was below 0.4 mm.
S054031 植物流体力学としての花弁表面細胞の研究

須藤誠一, 塩野正裕, 白井敦, 早瀬敏幸

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2012　"S054031-1"-"S054031-4"　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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This paper is concerned with plant hydrodynamics. The water disappearance process from the cut dandelion petal was observed by a Color 3D Laser Scanning Microscope. Some morphological parameters and cell shape profiles of the petal surface of the dandelion, Taraxacum officinale, was measured. The time change in the surface-roughness of the petal surface was obtained. The stoma surface shape on the involucral scale was also measured. Processes to the cell death of a plant were discussed using the time change of the petal surface shape of dandelion.
Effects of External Disturbances on Spatially Developing Turbulence and Its Application to Control of Thermo-Fluid Dynamics

Y. Sakai, K. Nagata, T. Hayase, O. Terashima, N. Wu, S. Xia, T. Watanabe, T. Kitamura, K. Hiruta, H. Saito, T. Sakai, A. Sasoh, Y. Ito

Proc. of the 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　156-157　2012年9月
Numerical Simulation of a Reactive Liquid Jet by Combination of DNS and PDF Method

T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, O. Terashima, Y. Ito, T. Hayase

Proc. of the 9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD)　102-103　2012年9月
Direct Numerical Simulation of Eddy Diffusivity in a Plane Jet with a Second-Order Reaction 査読有り

T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, Y. Ito, O. Terashima, T. Hayase

Proc. of the International Conference on Simulation Technology 2012 (JSST 2012)　USB　paper no. JSST2012_OS5-11 (4pa　2012年9月

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JSST 2012 Date: Sep. 27-28, 2012 Venue: Port Island, Kobe
視覚協創学(9)視覚協創による血流動態のリアライゼーション

早瀬敏幸, 船本健一, 曾根周作

計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science　17　4p　2012年5月
出版者・発行元：日本計算工学会
106 ハマトビムシのロコモーション・メカニズム(バイオエンジニアリングI,一般講演)

天野拓也, 須藤誠一, 白井敦, 早瀬敏幸

講演論文集　2012　(47)　18-19　2012年3月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
105 トビムシの水面上での跳躍(バイオエンジニアリングI,一般講演)

貝沼俊哉, 須藤誠一, 白井敦, 早瀬敏幸

講演論文集　2012　(47)　16-17　2012年3月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
Numerical Simulation of Turbulence Genereted by the Multiscale Grid 招待有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, H. Toshiyuki, Y. Hasegawa

Bulletin of the 2nd UK-Japan Bilateral Workshop and 1st ERCOFTAC Workshop on Turbulent Flows Generated/designed in Multiscale/fractal Ways: Fundamentals and Application　11　2012年3月
8F23 ガラス平板上におけるHL60の挙動に与えるfMLP刺激の影響に関する傾斜遠心顕微鏡を用いた実験的研究(OS16 血球運動と微小環境のバイオニクス2)

佐藤博紀, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2012　(24)　"8F23-1"-"8F23-2"　2012年1月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
8F21 HUVEC基板上を移動するHL60に対する押しつけ力の影響(OS16 血球運動と微小環境のバイオニクス2)

白井敦, 浦沼晴香, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2012　(24)　"8F21-1"-"8F21-2"　2012年1月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
8F24 傾斜遠心顕微鏡下での赤血球の浮上機構に関する数値解析 : 第2報:剛体赤血球モデルによる摩擦特性の再現性の検討(OS16 血球運動と微小環境のバイオニクス2)

押部峻, 早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2012　(24)　"8F24-1"-"8F24-2"　2012年1月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
頸動脈分岐部内血流の2次元超音波計測融合シミュレーョン

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　24th (CD-ROM)　2012年

ISSN： 1348-2920
2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の非定常血流量推定

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

超音波医学　39　2012年

ISSN： 1346-1176
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤破裂予測

杉山慎一郎, 船本健一, 清水宏明, 冨永悌二, 早瀬敏幸

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　2011　2012年
8F36 血管バイオモデル狭窄部のプラーク硬さが定常流に与える影響(GS02 循環系のバイオメカニクス(モデリング,シミュレーション)1)

清水康智, 信太宗也, 早瀬敏幸, 太田信

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2012　(0)　_8F36-1_-_8F36-2_　2012年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2012.24._8F36-1_ 　
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
C124 乱流境界層中の熱輸送に及ぼす主流乱れの影響(OS-5:乱流伝熱の実験とCFDの融合(2))

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸

熱工学コンファレンス講演論文集　2011　63-64　2011年10月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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The aim of this research is to investigate the effects of freestream turbulence (FST) in a main flow on turbulent structure and heat transfer in turbulent boundary layers (TBLs) by means of direct numerical simulation (DNS). The FST is generated by a turbulence-generating grid as in previous experimental studies. The results show that instantaneous and mean temperature profiles are affected by the FST in the outer region of the TBL. The rms temperature normalized by the friction temperature is enhanced by the FST.
A207 脈診を模擬した脈波計測の数値実験における尺骨動脈の影響(A2-2 生体計測・医療機器)

高島稔, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2011　(22)　91-92　2011年10月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B120 傾斜遠心顕微鏡下での赤血球の浮上機構に関する数値解析(B1-4 生体流体工学2)

押部峻, 早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦

バイオフロンティア講演会講演論文集　2011　(22)　77-78　2011年10月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
F051001 流体解析における計測とシミュレーションの融合([F05100](流体工学部門,計算力学部門企画),フルードインフォマティクスの基礎)

早瀬敏幸

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2011　"F051001-1"-"F051001-5"　2011年9月11日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Measurement-integrated (MI) simulation is a numerical flow analysis method with a feedback mechanism from measurement of a real flow. It correctly reproduces a real flow under inherent ambiguity in a mathematical model or a computational condition. In this paper we theoretically investigated the destabilization phenomenon of MI simulation, in which analysis error suddenly increases at some critical feedback gain. This phenomenon has been considered as instability of a closed-loop feedback system, but present study treated it as that of a numerical scheme. First, the mechanism of the destabilization phenomenon was investigated based on the sufficient condition of the convergence of iterative calculation of existing MI simulation. It was found that the feedback signal in the source term destabilized the iterative calculation. The validity of the present theoretical analysis was verified for examples treated in former studies of MI simulations. Occurrences of destabilization phenomenon in all the examples were well explained by the condition of this study, especially for cases of relatively small time steps and large feedback gains.
DNS on Spatially Developing Fractal Generated Turbulence with Heat Transfer 招待有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase

Bulletin of the 1st UK-Japan Bilateral Workshop Turbulent Flows Generated/designed in Multiscale/fractal Ways: Fundamentals and Application　21　2011年3月
格子乱流の影響を受けた乱流境界層の統計的特性（直接数値計算による空間発展解析）査読有り

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　77　(775)　737-748　2011年3月
9E-19 曲がり管の運動が流れに与える影響に関する数値解析第2報 : 上流端速度分布の影響(S-1(3) 血流のマルチスケールモデリングとシミュレーション)

井上浩介, 早瀬敏幸, 樋口博

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2010　(23)　537-538　2011年1月7日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
超音波計測融合シミュレーションと計測による上流速度を与えたシミュレーションの比較

曾根周作, 加藤宇海, 船本健一, 早瀬敏幸, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

超音波医学　38　2011年

ISSN： 1346-1176
計測連成シミュレーションの臨床応用の検討と血流の局所微細構造の解明

早瀬敏幸

ナノ医工学年報　5　(1)　15-24　2011年
出版者・発行元：東北大学グローバルCOEプログラム「新世紀世界の成長焦点に築くナノ医工学拠点」
ISSN： 1882-4692
脳動脈瘤破裂点の流体力学的特徴:コンピュータ流体解析による検討

面高俊介, 井上敬, 船本健一, 杉山慎一郎, 藤村幹, 清水宏明, 早瀬敏幸, 高橋明, 冨永悌二

脳循環代謝　23　(1)　2011年

ISSN： 0915-9401
Rheological analysis of the mechanism of fetal brain hemorrhage.

T. Ito, K. Funamoto, K. Funamoto, K. Tanabe, A. Nakamura, T. Hayase, Y. Kimura

Eighth International Conference on Flow Dynamics　86-87　2011年
DNS of Grid Turbulence with Scalar Transfer Using the Immersed Boundary Method and Fully Conservative Higher-Order Finite-Difference Schemes

K. Nagata, H. Suzuki, Y. Sakai, T. Hayase

Proc. of International Workshop on Process Intensification 2010 (IWPI2010)　85-86　2010年12月

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December 2-3, 2010 Kyushu University INAMORI International Hall, Fukuoka Japan
フラクタル格子により生成されるマルチスケール誘起乱流の構造とスカラー拡散機構(第2報，DNSによる一様等方性と間欠性に及ぼす格子パラメータの影響の検討) 査読有り

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸

日本機械学会論文集(B編)　76　(772)　2024-2031　2010年12月
A204 血管内皮細胞の配向方向が好中球の挙動に与える影響に関する実験的研究(A2-1 細胞工学・マイクロバイオメカニクス1)

浦沼晴香, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2010　(21)　45-46　2010年11月11日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B215 超音波計測融合シミュレーションによる頚動脈内の壁せん断応力の評価(B2-3 生体計測・解析2)

加藤宇海, 船本健一, 早瀬敏幸, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

バイオフロンティア講演会講演論文集　2010　(21)　113-114　2010年11月11日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B214 小動物用超音波計測融合シミュレーションシステムの開発 : 検証実験(B2-3 生体計測・解析2)

田中裕志, 船本健一, 早瀬敏幸, 井上浩介

バイオフロンティア講演会講演論文集　2010　(21)　111-112　2010年11月11日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
A104 心房細動に関する左心房内血流解析(A1-1 生体流体工学1)

小泉遼, 船本健一, 早瀬敏幸, 柴田宗一

バイオフロンティア講演会講演論文集　2010　(21)　7-8　2010年11月11日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
W205 医療計測との融合による血流解析(WS2-2 CFDとEFDの融合研究,ワークショップ2)

船本健一, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2010　619-622　2010年10月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882

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Measurement-integrated (MI) simulation, in which feedback signals are applied to the governing equations based on errors between measurement and numerical simulation, has been investigated to solve various problems related to fluid flows. As medical applications of MI simulation, the authors have proposed integration of medical measurement, such as ultrasound Doppler measurement or phase-contrast MRI (PC MRI), of blood flow velocity and a numerical simulation. Effects of feedback of errors in one- or three-directional velocity information between ultrasound Doppler measurement or PC MRI and the numerical simulation were examined by numerical experiments, respectively. Each MI simulation converged to the standard solution and yielded the hemodynamic stresses accurately and in detail.
可視化による知識発見のライフサイクル管理とその流動応用評価

藤代一成, 早瀬敏幸, 大林茂, 竹島由里子

平成21年度公募共同研究報告書　(J09038)　79-80　2010年8月
出版者・発行元：東北大学流体科学研究所
傾斜遠心力下における赤血球挙動の流体構造連成解析

船本健一, 奥山由希, 早瀬敏幸

計算工学講演会論文集 = Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science　15　(2)　561-564　2010年5月
出版者・発行元：日本計算工学会
ISSN： 1342-145X
Direct Numerical Simulation of Regular and Fractal-Grid Turbulence Using the Immersed Boundary Method and Fully Conservative Higher-Order Finite-Difference Schemes 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase

International Review of Physics　4　(2)　83-90　2010年4月
214 2次元下行大動脈瘤近傍における血流の計測融合シミュレーションに関する固有値解析(流体工学III,一般講演)

舟本貴一, 早瀬敏幸, 今川健太郎, 船本健一

講演論文集　2010　(45)　228-229　2010年3月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
0624 集中定数モデルによる循環器系病態の動特性解析 : 第2報:心室中隔欠損症の考察(OS35:循環器系シミュレーション)

小泉遼, 早瀬敏幸, 船本健一

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2009　(22)　279-279　2010年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
0434 曲がり管の運動が流れに与える影響に関する数値解析(GS14-2:モデリングとシミュレーション2)

井上浩介, 早瀬敏幸, 樋口博

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2009　(22)　259-259　2010年1月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
傾斜遠心顕微鏡で撮影された連続画像のぶれ補正手法(生体の流れ(1),一般講演)

白井敦, 早瀬敏幸

日本流体力学会年会講演論文集　2010　215-215　2010年
出版者・発行元：日本流体力学会

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The authors have observed motion of neutrophils on endothelial cells cultured on a flat glass plate using the inclined centrifuge microscope. The successive images of the neutrophils taken by the inclined centrifuge microscope were wobbly due to flatter of rotation of the rotor or vibration of the motor. The shaking of the images led some error in measuring the velocities of individual cells by PTV. The authors have compensated the shaking by sliding the images referring a cross-hair drawn on the glass plate as the index. The cross-hair, however, was blurred because the lines were out of focus of the microscope and the images were dark for the PTV, and thus, they sometimes failed in extracting the lines. Then, in this research, the authors introduced the Hough transformation to extract the lines. Moreover, they detected adherent cells through the images to eliminate remaining shaking of the images. Consequently, the shaking was eliminated within ±1 pixel.
血流の超音波計測融合シミュレーションにおけるゼロ表示されたドプラ速度のフィードバックの影響(生体の流れ(1),一般講演)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

日本流体力学会年会講演論文集　2010　216-216　2010年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Ultrasonic-measurement-integrated (UMI) simulation, in which feedback signals are applied to the governing equations based on errors between ultrasonic measurement and numerical simulation, has been investigated for reproduction of the blood flow field. In this study, the effects of wall filter and lack of data, which provide zero Doppler velocity, on UMI simulation were examined by a numerical experiment dealing with the blood flow field in the descending aorta with an aneurysm. Effects of wall filter and lack of data appeared in diastole and in the whole period, respectively. However, by not adding feedback signals where measured Doppler velocities were zero, the computational accuracy of the UMI simulation substantially improved for the sake of the feedback.
熱流体解析の最近の動向

早瀬敏幸

油空圧技術　49　1-4　2010年1月
Turbulence Structure and Scalar Transfer in Fractal Generated Turbulence 招待有り

K. Nagata, Y. Sakai, H. Suzuki, T. Hayase

Proc. of the Japan-Korea CFD Workshop　CDROM　5 pages　2009年12月
B212 集中定数モデルによる循環器系病態の動特性解析第1報 : 心臓弁膜症の考察(B2-3 生体流体工学)

小泉遼, 早瀬敏幸, 船本健一

バイオフロンティア講演会講演論文集　2009　(20)　115-116　2009年11月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B108 超音波計測融合シミュレーションによる臨床データの解析(B1-2 生体計測・診断)

加藤宇海, 船本健一, 早瀬敏幸, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

バイオフロンティア講演会講演論文集　2009　(20)　43-44　2009年11月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B213 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第9報 : 計測ノイズの影響(B2-3 生体流体工学)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオフロンティア講演会講演論文集　2009　(20)　117-118　2009年11月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
Direct Numerical Simulation of Scalar Transfer in Regular and Fractal Grid Turbulence

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase

Bulletin of the International Conference "Turbulent Mixing and Beyond"　107-108　2009年8月
Pulse wave velocity(PWV)とCardio Ankle Vascular Index(CAVI) 数理モデルから臨床,予防医学への展開－

山家智之, 白石泰之, 金野敏, 劉紅箭, 川島隆太, 吉澤誠, 早瀬敏幸, 阿部恒之, ビクター・ミラーゲン, ユーリ・コバレフ, イリーナ・ミリャジーナ, 候暁彫, 張秀敏

日本臨床生理学会雑誌　39　(4)　189-213　2009年8月

ISSN： 0286-7052
医療計測と数値シミュレーションを融合した血管内血流の解析

船本健一, 早瀬敏幸

日本可視化情報学会誌　29　(114)　20-26　2009年7月
出版者・発行元：社団法人可視化情報学会
DNS of Passive Scalar Field with Mean Gradient in Fractal-Generated Turbulence 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, T. Kubo

Proc. of the 6th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena　1　55-60　2009年6月
計測融合シミュレーションによる血流解析

船本健一, 早瀬敏幸

日本機械学会流体工学部門ニューズレター流れ　2009年4月
539 生体に近い音響特性を有するPVAゲルの開発(GS2-2:バイオマテリアル(2))

山下治, 船本健一, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2008　(21)　451-452　2009年1月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
127 拍動流に起因する曲がり管の動きが流れに与える影響(OS1-4:循環器系のバイオメカニクス(4),OS1:循環器系のバイオメカニクス)

井上浩介, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2008　(21)　285-286　2009年1月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
326 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究 : 第8報:計測誤差の影響(OS6-4:生体モデリングとシミュレーション(4),OS6:生体モデリングとシミュレーション)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2008　(21)　353-354　2009年1月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
130 流れ負荷および遠心力負荷によるせん断応力の垂直方向分布の差が培養内皮細胞の配向に与える影響(OS1-5:循環器系のバイオメカニクス(5),OS1:循環器系のバイオメカニクス)

齋藤学, 早瀬敏幸, 井上浩介, 武田元博

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2008　(21)　291-292　2009年1月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
212 傾斜遠心顕微鏡を用いた好中球の内皮細胞に対する摩擦特性の計測(OS1-3:循環器系のバイオメカニクス(3),OS1:循環器系のバイオメカニクス)

海本隆志, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2008　(21)　81-82　2009年1月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
327 血管バイオモデリング開発を目的としたポリビニルアルコールハイドロゲルの力学的特性評価(OS6-4:生体モデリングとシミュレーション(4),OS6:生体モデリングとシミュレーション)

小助川博之, 間々田圭祐, 劉磊, 黒木完樹, 井上浩介, 早瀬敏幸, 太田信

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2008　(0)　355-356　2009年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebio.2008.21.355 　
Direct Numerical Simulation of Turbulence Characteristics Generated by Fractal Grids 査読有り

K. Nagata, H. Suzuki, Y. Sakai, T. Hayase, T. Kubo

International Review of Physics　2　(6)　400-409　2008年12月
DNS of Spatially Developing Fractal-Generated Turbulence

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, T. Kubo

Proc. of the 7th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference　CDROM　3 pages　2008年10月
B406 生体の音響特性を有する材料の開発 : 音響特性計測装置の構築(生体材料)

山下治, 船本健一, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2008　(19)　141-142　2008年9月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B206 MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤内の非定常流再現の数値実験(生物流体・熱工学)

船本健一, 鈴木禎嗣, 早瀬敏幸, 小杉隆司, 礒田治夫

バイオフロンティア講演会講演論文集　2008　(19)　52-53　2008年9月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
A316 傾斜遠心顕微鏡を用いた好中球のMPCポリマーに対する摩擦特性の計測(生体のモデリング・シミュレーション)

海本隆志, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2008　(19)　111-112　2008年9月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
計測融合シミュレーションによる流れ解析

早瀬敏幸

フルードパワーシステム　39　(4)　220-224　2008年7月
A107 オリフィス背後のマクロ・ミクロ輸送現象と流動加速腐食に関する研究(配管減肉(FAC),OS6 保全・設備診断技術(1),一般講演,地球温暖化防止と動力エネルギー技術)

藤澤延行, 早瀬敏幸, 小原拓, 井小萩利明

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム　2008　(13)　15-16　2008年6月18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 describes experiment and numerical simulations for macro and micro flows behind an orifice model in a square pipe, which are carried from the viewpoint of flow accelerated corrosion (FAC). The measurements of velocity field behind the orifice model were carried out using particle image velocimetry, and the variations of velocity field with respect to the accuracy of the orifice position were studied. It is found that the reattachment behavior of the flow is highly influenced by the orifice position, which is a critical problem for predicting the pipe thinning phenomena by FAC. The DNS simulation was also conducted for calculating the macro flow behind the orifice. The result suggests that the DNS simulation is applicable to the prediction of pipe thinning macro flow for highly aged nuclear plant. The micro flow simulation can predict the pipe thinning phenomena near the wall.
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤内の定常流再現の数値実験

船本健一, 鈴木禎嗣, 早瀬敏幸, 小杉隆司, 礒田治夫

計算工学講演会論文集　13　(2)　547-550　2008年5月19日
出版者・発行元：日本計算工学会
ISSN： 1342-145X
超音波計測融合シミュレーションによる血流場の可視化

船本健一, 早瀬敏幸, 劉磊, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学　35　S254　2008年4月15日

ISSN： 1346-1176
PVA-Hによる超音波計測・可視化同時実験用頚動脈ファントム

劉磊, 早瀬敏幸, 船本健一, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二

Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学　35　S311　2008年4月15日

ISSN： 1346-1176
314 DNSによる乱流境界層の構造・熱輸送に及ぼす外部乱れの影響に関する研究(OS5-3 乱流現象の実験と数値シミュレーション3(熱・物質移動など),OS5 乱流現象の実験と数値シミュレーション)

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

東海支部総会講演会講演論文集　2008　(57)　211-212　2008年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
132 超音波計測融合シミュレーションにおける直円管内層流の解析 : 非軸対称フィードバック則による3次元解析(OS1-5:循環器系・血流の計測とメカニクス(5),OS1:循環器系・血流の計測とメカニクス)

船本健一, 劉磊, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2007　(20)　271-272　2008年1月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
131 超音波計測融合シミュレーションにおける直円管内層流の解析 : 軸対称フィードバック則による軸対称解析(OS1-5:循環器系・血流の計測とメカニクス(5),OS1:循環器系・血流の計測とメカニクス)

劉磊, 船本健一, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2007　(20)　269-270　2008年1月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
116 超音波診断装置を用いた3次元血管画像構築システムの開発(OS2-5:生体モデリングとシミュレーション(5),OS2:生体モデリングとシミュレーション)

竹内公祐, 井上浩介, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2007　(20)　31-32　2008年1月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
115 MRI計測に基づく左心房内血流場の数値シミュレーション(OS2-5:生体モデリングとシミュレーション(5),OS2:生体モデリングとシミュレーション)

菅家裕輔, 早瀬敏幸, 山家智之, 柴田宗一, 白石泰之

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2007　(20)　29-30　2008年1月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
111 傾斜遠心顕微鏡による生理的温度条件下での赤血球の摩擦特性の計測(OS2-4:生体モデリングとシミュレーション(4),OS2:生体モデリングとシミュレーション)

芳賀沼智美, 早瀬敏幸, 井上浩介, 武田元博

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2007　(20)　21-22　2008年1月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
フラクタル格子乱流による乱流熱輸送特性(拡散・熱物質輸送(2),一般講演)

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

日本流体力学会年会講演論文集　2008　200-200　2008年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Experimental studies on the turbulence generated by 'fractal grids' have been done by Hurst & Vassilicos (2007) and Seoud & Vassilicos (2007). In this study, turbulence structure and passive scalar field in the spatially developing fractal generated turbulence are investigated by means of the direct numerical simulation (DNS). The results show that fractal grid produces higher Reynolds number flow compared with a classical grid turbulence using a biplane square grid, as observed in the previous experiments. The scalar field shows that larger temperature fluctuations are generated in the fractal grid turbulence compared with a classical grid turbulence.
B408 PVAハイドロゲルとメッシュ材料を用いた異方性血管モデルの製作(生体材料)

劉磊, 小助川博之, 太田信, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2008　(0)　145-146　2008年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmebiofro.2008.19.145 　

ISSN： 1348-2939
1003 直接数値計算による乱流境界層の乱流構造及び熱輸送に及ぼす格子乱流の影響の解明(2)(OS10-1 大気海洋の流体現象と環境流体,OS10 大気海洋の流体現象と環境流体,オーガナイズドセッション)

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

流体工学部門講演会講演論文集　2007　"1003-1"-"1003-4"　2007年11月17日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882

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The effects of external grid turbulence in a free stream on the turbulent boundary layer are investigated by means of the direct numerical simulation (DNS). A square turbulence-generating-grid, on which the velocity and components are set to zero, is located at a short distance downstream of the front edge of the flat boundary with a nonslip condition. The fractional step method is used to solve the governing equations. The results show that turbulence intensities, Reynolds stress, and heat flux normalized by the inner parameters are suppressed in the log-law region by the external grid turbulence.
A212 PVA-H直管モデルを用いた超音波計測融合シミュレーションにおける超音波計測精度の検証(A2-3 血流・人工心臓1)

劉磊, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2007　(18)　99-100　2007年10月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
機械工学年鑑ミクロスケールの流れ

早瀬敏幸

日本機械学会誌　110　(1065)　594-595　2007年8月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 0021-4728
Direct Numerical Simulation of the Convective Boundary Layer with External Grid Turbulence 査読有り

H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai, T. Hayase, T. Kubo

Proc. of the 18th International Symposium on Transport Phenomena　1957-1961　2007年8月
力学特性を付与した脳動脈瘤モデル開発のためのPoly(vinyl alcohol)hydro‐gelの物性評価

小助川博之, 間々田圭祐, 劉磊, 黒木完樹, 早瀬敏幸, 太田信

日本バイオレオロジー学会年会プログラム・抄録集　30th　69　2007年6月6日
(1)Transit Characteristics of a Neutrophil Passing through Two Moderate Constrictions in a Cylindrical Capillary Vessel : Effect of Cell Deformation on Transit through the Second Constriction

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

日本機械学會誌　110　(1062)　339-339　2007年5月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 0021-4728
157 血球流動観察システムを用いた微小流路における血球の流動速度計測(バイオエンジニアリングI)

朝比奈翔, 白井敦, 早瀬敏幸

講演論文集　2007　(42)　113-114　2007年3月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
191 計測融合シミュレーションの固有値解析に関する基礎的検討(学生賞II)

今川健太郎, 早瀬敏幸

講演論文集　2007　(42)　179-180　2007年3月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
309 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究 : 第7報:計測の時間分解能の影響(OS2-2:循環系のバイオメカニクス,オーガナイズドセッション2:循環系のバイオメカニクス)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2006　(19)　68-69　2007年1月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
直接数値シミュレーションによる乱流境界層に及ぼす格子乱流の影響の解明(境界層・せん断流・遷移(1),一般講演)

鈴木博貴, 長田孝二, 酒井康彦, 早瀬敏幸, 久保貴

日本流体力学会年会講演論文集　2007　59-59　2007年
出版者・発行元：日本流体力学会

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The effects of external grid turbulence in a free stream on the turbulent boundary layer are investigated by means of the direct numerical simulation (DNS). A square grid-generated turbulence, on which the velocity components are set to zero, is located at a short distance downstream of the front edge of the flat boundary with a nonslip condition. The fractional step method is used to solve the governing equations. The results show that turbulence intensities and Reynolds stress normalized by the inner parameters are suppressed in the log-law region by the external grid turbulence.
310 超音波計測融合シミュレーションにおける血流の非定常流量条件の決定法(OS2-2:循環系のバイオメカニクス,オーガナイズドセッション2:循環系のバイオメカニクス)

山縣貴幸, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2006　(0)　70-71　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
G603 ハイブリッド風洞による角柱後流のカルマン渦列の三次元解析(2)(GS6 翼,渦,一般セッション)

山縣貴幸, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2007　(0)　_G603-1_-_G603-4_　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882

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This study deals with the hybrid wind tunnel which combines wind tunnel experiment and numerical simulation to obtain the exact and detailed information of real flows. The hybrid wind tunnel based on the observer theory utilizes partial information of the real flow from pressure measurement for the numerical simulation through a feedback loop to overcome the difficulty of specifying exact boundary or initial conditions as well as the effect of modeling error. In previous two-dimensional analyses on the hybrid wind tunnel, the difference between computation and experiment in regard to perturbation velocity increased with the computational grid of a high resolution due to the inappropriateness of the two-dimensional model. In this paper, three-dimensional analyses with three grid systems of different resolutions are performed on the hybrid wind tunnel for a fundamental flow with the Karman vortex street behind a square cylinder. The reproducibility of a velocity field on the hybrid wind tunnel is improved in three-dimensional analysis by using the high resolution grid system. In addition, three-dimensional analysis with the coarse grid system on the hybrid wind tunnel effectively reduces the error due to the insufficient grid resolution for ordinary numerical simulation.
自動車周りの気流制御

仁杉圭延, 早瀬敏幸

フルードパワーシステム　38　(1)　52-55　2007年1月
B110 微小流路における好中球の観察システムの改良 : MPCコーティングによる血球の流路への付着阻止(B1-2 血流・微小循環)

朝比奈翔, 白井敦, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2006　(17)　59-60　2006年11月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B109 傾斜遠心顕微鏡により計測された種々の基板上を移動する赤血球の摩擦特性の比較(B1-2 血流・微小循環)

神取孝司, 芳賀沼智美, 井上浩介, 早瀬敏幸, 武田元博

バイオフロンティア講演会講演論文集　2006　(17)　57-58　2006年11月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
818 好中球の物性が毛細血管網の通過に与える影響(2)(OS8-5 医療援用工学における流動ダイナミクス,OS8 医療援用工学における流動ダイナミクス,オーガナイズドセッション)

白井敦, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2006　"818-1"-"818-4"　2006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

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It is known that neutrophils are retained in pulmonary microvasculature causing higher concentration than in large systemic vessels. Neutrophils have to undergo large deformation in passing through the narrow capillaries, and their low deformability is thought to lead the long-term retention in the pulmonary capillaries. In this research, the authors numerically investigated the passage of the cells through a narrow capillary network for three levels of the cell stiffness. It was shown that transit time of the cells through the network was not proportion to the cell stiffness, that is, the transit time did not increase as much as the increase in the cell stiffness. Then, the authors analytically investigated the effect of the cell stiffness on the transit time of a cell through the network from a mathematical model to predict the transit time of a cell through a single capillary segment.
1305 計測融合シミュレーションによる正方形管路内乱流の再現に関する数値実験 : フィードバックの影響領域の考察に基づくフィードバック点数の低減について(2)(OS13-2 計測とシミュレーションの融合,OS13 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

今川健太郎, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2006　"1305-1"-"1305-4"　2006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

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A measurement-integrated simulation (MI simulation) is a SIMPLER-based flow simulation scheme modified by adding a feedback signal proportional to the difference between the simulation and the real flow. MI simulation has been in practical use, however, a general theory of MI simulation has not been established. In this study, numerical experiment was performed for MI simulation of turbulent flow in a square duct to obtain fundamental knowledge in constructing a general theory. MI simulation applying feedback at one grid point revealed that the effect of feedback propagates sharply in the downstream direction. As a result, MI simulation applying feedback at the grid points on every twentieth plane in the x_1 direction still reduces the error by a factor on the order of 10^<-4> at some feedback gain, while MI simulation with the feedback on the planes skipped in the x_2 direction requires ten times more planes to achieve the same reduction rate.
1306 3次元非定常血流の超音波計測融合シミュレーションに関する数値実験(1)(OS13-2 計測とシミュレーションの融合,OS13 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

流体工学部門講演会講演論文集　2006　"1306-a"　2006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
超音波計測融合血流シミュレーション

早瀬敏幸

フルードパワーシステム　37　(5)　302-305　2006年9月
計測とシミュレーションの融合による流れの実現象の再現

早瀬敏幸

日本応用数理学会誌　16　(1)　78-84　2006年3月
出版者・発行元：一般社団法人日本応用数理学会
DOI： 10.11540/bjsiam.16.1_78 　

ISSN： 0917-2270
複雑な流れの圧力・速度のリアルタイム再現技術

早瀬敏幸

検査技術　11　(2)　12-16　2006年2月
出版者・発行元：日本工業出版
東北大学21世紀COEにおけるナノテク再生人工臓器開発プロジェクト : 再生ナノテク人工食道・人工心筋・人工括約筋

山家智之, 堀義生, 白石泰之, 関根一光, 井口篤志, 田林晄一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤誠, 田中明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野聡恭, 羅雲, 比嘉昌, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 王慶田, 段旭東, 仁田新一, 井街宏, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 佐藤正明, 岡本英治, 久保豊, 大坂元久, 梅津光生, 本間大, 前田剛

炎症・再生 : 日本炎症・再生医学会雑誌 = Inflammation and regeneration　26　(1)　35-39　2006年1月25日
出版者・発行元：日本炎症・再生医学会
DOI： 10.2492/jsir.26.35 　

ISSN： 1346-8022

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In artificial internal organs, smaller is better. And an important issue is bio affinity. From these points of view, Regenerative medicine and Nano technology are very useful technology. In Tohoku University, various artificial internal organ research including Artificial esophagus, Artificial Myocardium, and Artificial sphincter based on 21 COE program. Ideal artificial organs may be embodied in future.
「第6回JFPSフルードパワー国際シンポジウムに観る世界の研究動向」の発行にあたって

早瀬敏幸

フルードパワーシステム : 日本フルードパワーシステム学会誌 : journal of the Japan Fluid Power System Society　37　(1)　12-12　2006年1月15日

ISSN： 1346-7719
223 3次元超音波計測融合シミュレーションにおけるフィードバック点の異方的配置の影響(GS-5:バイオレオロジー(1),一般セッション,学術講演)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2005　(18)　105-106　2006年1月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
カルマン渦列計測融合シミュレーションの臨界点情報を用いたリアルタイム可視化

竹島由里子, 柴田光, 高橋成雄, 藤代一成, 早瀬敏幸

画像電子学会Visual Computing情報処理学会グラフィクスとCAD研究会合同シンポジウム　263-266　2006年

DOI： 10.11371/aiieej.34vc.0.263.0 　
1304 ハイブリッド風洞によるカルマン渦列のリアルタイム解析の検証(2)(OS13-1 計測とシミュレーションの融合,OS13 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

山縣貴幸, 柴田光, SMIT Kasper, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2006　(0)　_1304-1_-_1304-4_　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882

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Numerical simulation and experiment are important tools in flow analysis, but they have advantages and disadvantages. We have proposed Measurement-Integrated simulation that integrates numerical simulation and measurement to reproduce the real flows. This new methodology reproduced the velocity field of Karman vortex street behind a square cylinder in far better agreement with the real flow than the ordinary simulation. In this paper, the pressure field obtained by the MI simulation is validated in comparison with pressure measurement on the sidewall of the wind tunnel. Results show the MI simulation successfully reproduces the pressure oscillation near the cylinder although the root-mean-square pressure is degraded in the downstream region. In addition, the pressure field of Karman vortex street is analyzed and visualized in real-time using the hybrid wind tunnel.
1307 PVA円管モデルを用いた超音波計測融合シミュレーションの数値実験および実システムへの応用(2)(OS13-2 計測とシミュレーションの融合,OS13 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

劉磊, 井上浩介, 早瀬敏幸, 太田信

流体工学部門講演会講演論文集　2006　(0)　_1307-1_-_1307-4_　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmefed.2006._1307-1_ 　

ISSN： 1348-2882

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Thoracic aortic dissection has a high fatality rate, and the number of fatalities has tendency to increase with advancing age. Because of our fast-aging society, it is a problem calling for immediate solution. It is difficult to recognize the exact structure of the 3D blood flow with measurement existing. Besides, because we cannot set precise boundary condition of living body, computer simulation is not a complete tool to analyze real blood flows. Our research group had propounded a new solution, integrating together ultrasonic-measurement and CFD to investigate blood flows, which is called Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) Simulation. Usability of UMI simulation has been confirmed by numerical experiment in former studies. In this report, experimental system consisting of a PVA hydro-gel straight pipe model and constant head flow tank was developed, and fundamental experiment to confirm the performance of the ultrasound measurement device was performed. In parallel with experiment, a numerical experiment with axisymmetric straight pipe model was performed. In this report, we confirmed characteristics of the ultrasound measurement to the PVA model in experiment and usability of the UMI simulation in numerical experiment.
B210 毛細血管ネットワークにおける好中球濃度の上昇に関する数値解析(B2-2 生体流体工学1)

白井敦, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2005　(16)　147-148　2005年11月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
B205 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究 : 第5報:3次元非定常血流場の再現(B2-2 生体流体工学1)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオフロンティア講演会講演論文集　2005　(16)　137-138　2005年11月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
903 計測融合シミュレーションによる正方形管路内乱流の再現に関する数値実験(OS9-1 計測とシミュレーションの融合(1),OS9 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

今川健太郎, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2005　135-135　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
902 ハイブリッド風洞によるカルマン渦解析における圧力場の再現性の検証(OS9-1 計測とシミュレーションの融合(1),OS9 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

柴田光, 早瀬敏幸, 佐藤豊

流体工学部門講演会講演論文集　2005　134-134　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
907 3次元超音波計測融合血流シミュレーションのフィードバック方式に関する検討(OS9-2 計測とシミュレーションの融合(2),OS9 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

流体工学部門講演会講演論文集　2005　139-139　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
【消化管とナノテクノロジー医療】ナノバイオマテリアルを応用した人工食道の開発 (G.I.Research)

山家智之, 堀義生, 渡辺誠, 白石泰之, 井口篤志, 田林晄一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤誠, 田中明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 仁田新一, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 本間大, 前田剛

G.I.Research　13　(4)　271-276　2005年8月
複雑な流れをリアルタイムで再現する計測融合シミュレーション技術

早瀬敏幸

原子力eye　51　(8)　66-69　2005年8月
出版者・発行元：日刊工業出版プロダクション
ISSN： 1343-3563
AM05-17-022 毛細血管ネットワークにおける好中球の濃度分布に関する数値解析(生物流体・生体流体5,一般講演)

白井敦, 早瀬敏幸

日本流体力学会年会講演論文集　2005　313-313　2005年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Concentration of neutrophils in pulmonary microvasculature is higher than in systemic circulation even in normal lungs. Authors presented a simulation model for the flow of neutrophils through a capillary network to show the effects of segment geometry and cell stiffness on the distribution of transit time of the cells through the network. In this research, spatial distribution of the cells in a lattice capillary network was investigated with various segment geometry, cell stiffness and flow condition. Consequently, it was found that distribution of number of cell passage through individual capillary segment was not always symmetric. Even if the time integrated distribution was symmetric, it could be the result of alternatively changed deviated cell passage.
AM05-17-010 3次元超音波計測融合血流シミュレーションにおけるフィードバック点配置の影響(生物流体・生体流体2,一般講演)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

日本流体力学会年会講演論文集　2005　226-226　2005年
出版者・発行元：日本流体力学会

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We have developed Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) simulation to obtain detailed and accurate information of blood flow field numerically for the diagnosis or treatment of aneurysms. In this methodology, feedback signals derived from the difference between Doppler velocities by measurement and computation are fed back to the numerical simulation. In this study, we investigate the effect of feedback point arrangement on the computational accuracy of three-dimensional UMI simulation by numerical analysis. The result of UMI simulation converges to the standard solution in the feedback domain and in some extent of the downstream region of the feedback domain. The computational accuracy is more improved as the increment of feedback point density, while the necessary computational time for convergence is unchanged.
AM05-17-012 血漿中で傾斜遠心力を受けてDLC皮膜上を移動する赤血球の摩擦特性(生物流体・生体流体3,一般講演)

神取孝司, 井上浩介, 早瀬敏幸, 高木敏行

日本流体力学会年会講演論文集　2005　228-228　2005年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Recently, DLC (Diamond-Like amorphous Carbon, DLC) film attracted considerable attention as a coating material in medical applications because of low coefficient of friction and excellent biocompatibility. The present paper focuses on the frictional characteristics of DLC coated glass plate with respect to individual red blood cells sliding on the plate in plasma. Experiment was performed for a DLC coated and a plane glass plate with an inclined centrifuge microscope. In observation of cells' motion, tendency of cell clustering was reduced on the DLC coated glass in comparison with the plane glass plate. There exists no difference between the mean cell velocity on the both plates in a small frictional force range. But further study is needed for a large frictional force range.
1109 超音波計測融合血流シミュレーションシステムの開発 : パラメータの自動調整(S14-2 制御と情報・生体への応用(2),S14 制御と情報・生体への応用)

山縣貴幸, 早瀬敏幸

年次大会講演論文集　2005　(0)　91-92　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.5.0_91 　

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Detailed information of the velocity and pressure field of the blood flow is essential to establish an advanced diagnosis and treatment of serious circulatory diseases. Commonly used medical measurement equipments does not provide complete information of blood flow in real-time. In this report, we develop a new blood flow measurement system applying Ultrasonic- Measurement-Integrated (UMI) simulation, that integrates ultrasonography and numerical simulation. The system consists of ultrasonic diagnostic imaging equipment, a graphics workstation, and a calculation server. Computer programs for measurement data acquisition, flow simulation, and visualization are synchronized using socket communication scheme. By considering blood flow velocity measured, the system adjusted the phase of a flow rate waveform automatically to match the cycle of pulsation in real diagnostic images.
906 超音波計測融合血流シミュレーションシステムにおける血流量の自動調整(OS9-2 計測とシミュレーションの融合(2),OS9 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

山縣貴幸, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2005　(0)　138-138　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
AM05-17-011 超音波計測融合シミュレーション検証のための大動脈内血流模擬実験装置(生物流体・生体流体3,一般講演)

劉磊, 井上浩介, 早瀬敏幸, 太田信

日本流体力学会年会講演論文集　2005　227-227　2005年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Thoracic aortic dissection has a high fatality rate, and the number of fatalities is tendency to increase with advancing age. Because of our fast-aging society, it's a problem calling for immediate solution. It's difficult to recognize the exact structure of the 3D blood flow with measurement existing, and that makes having an elucidation of mechanism adversity. Our research group had propounded a new solution; integrate together ultrasonic-measurement and CFD to investigate blood flow, which is called Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) Simulation. Usability of UMI simulation has been confirmed by numerical experiment in former studies. In this paper,_<in-vitro> system for fluid flow experiment to verify UMI simulation was fabricated and pilot study was performed. Thoracic aneurysm models in this system, based on CT scan data and duplicated its original configuration precisely, were made of Silicone rubber and PVA-polymer. The letter models has elasticity like real vessels is a point worthy of special mention.
バイオ流体(WS1機能性流体工学の先端融合化)

早瀬敏幸, 船本健一

流体工学部門講演会講演論文集　2004　201-201　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
A207 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第3報 : 3次元血流場の再現(A2-2 生体計測・制御デバイス)

船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之

バイオフロンティア講演会講演論文集　2004　(15)　113-114　2004年11月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
流体シミュレーションと融合した高度流体計測手法の開発 (第21回センシングフォーラム資料--センシング技術の新たな展開と融合) -- (セッション1A1 高機能流速・流量センシング--流体計測部会企画OS)

早瀬敏幸, 船本健一

センシングフォ-ラム資料　21　3-6　2004年9月14日
出版者・発行元：〔計測自動制御学会〕
ISSN： 1343-7631
ナノテクノロジーを応用した人工臓器開発ーナノテク人工食道とナノテク人工心筋ー

山家智之, 堀義生, 白石泰之, 井口篤志, 田林晄一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤誠, 田中明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 王慶田, 段旭東, 仁田新一, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 岡本栄治, 久保豊, 大坂元久, 梅津光生, 本間大, 前田剛

ナノ学会会報　2　(2)　104-112　2004年2月
126 直角分岐枝管内に発生する逆流域に沿う振動

島根丈二, 工藤奨, 早瀬敏幸, 山口隆平

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2004　(16)　227-228　2004年1月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
513 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第 2 報 : 大動脈瘤内の血流の再現

船本健一, 早瀬敏幸, 白井敦, 山家智之, 西條芳文

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2004　(16)　165-166　2004年1月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
602 毛細血管を通過して変形した好中球の最大半径の変化

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2004　(16)　179-180　2004年1月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
B324 超音波計測融合血流シミュレーションのフィードバック則に関する検討(B-32 生物流体(2),一般講演)

船本健一, 早瀬敏幸, 白井敦, 西條芳文, 山家智之

日本流体力学会年会講演論文集　2004　538-539　2004年
出版者・発行元：日本流体力学会

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In order to reproduce the blood velocity and pressure fields of the blood flow for an accurate diagnosis or treatment for serious circulatory diseases such as aortic aneurysms, we integrate color Doppler ultrasonography and numerical simulation. We term this method as Ultrasonic-Measurement-Integrated (UMI) simulation. In the UMI simulation, feedback signals are added to the governing equations to compensate for the difference between computation and measurement. In this paper, we investigate effects of feedback law of the UMI simulation, such as feedback formulae, number and arrangement of monitoring points and the direction of ultrasonic beam for acquisition of Doppler velocity data, on the accuracy of the UMI simulation and computational time. It is revealed that the result of UMI simulation in the feedback domain rapidly converges to the standard solution, even with inevitably incorrect upstream boundary conditions.
B323 毛細血管ネットワークにおける好中球の流動シミュレーション(B-32 生物流体(2),一般講演)

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

日本流体力学会年会講演論文集　2004　536-537　2004年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Neutrophils retain in pulmonary capillaries in normal lungs, causing 40- to 80-fold greater concentration than in systemic large vessels. The highly concentrated neutrophils are thought to be effectively recruited to inflammations, and thus, it is essential to know how neutrophils flow in pulmonary capillaries for the understanding of immune system in lungs. Authors have developed a simple mathematical model to predict the transit time of a neutrophil passing through a capillary segment to investigate the flow characteristics of neutrophils in pulmonary capillary bed. In this research, numerical simulation model is developed to obtain the distribution of transit times of the cells through a capillary network based on the mathematical model obtained in the previous research. This paper introduces the detail of the simulation model and shows an example of the numerical result.
計測と融合した流体シミュレーションの新展開

早瀬敏幸

平成16年春季フルードパワーシステム講演会講演論文集　27　2004年
B322 傾斜遠心顕微鏡による細胞の摩擦特性の計測(B-32 生物流体(2),一般講演)

早瀬敏幸, 齋藤琴美, 山縣貴幸, 井上浩介, 白井敦

日本流体力学会年会講演論文集　2004　534-535　2004年
出版者・発行元：日本流体力学会

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In order to understand precise frictional characteristics of the red blood cells in blood capillaries, the inclined centrifuge microscope has been developed, and the frictional characteristics of blood cells on a glass plate were measured as the first step. In that research, it was the subject of discussion whether the cells glide or roll on the glass plate since the resolution of the microscope was not sufficient to distinguish the cell motion. This report deals with improvement of the observation technique for cell motion. The magnification of the inclined centrifuge microscope is increased by 5 times. The shape of red blood cells under movement can be seen clearly and cells seem to glide on the glass plate, although it is still difficult to exclude the possibility of cell rolling.
ナノテク集積型埋め込み式寝室補助装置

山家智之, 仁田新一, 江刺正喜, 芳賀洋一, 吉澤誠, 田中明, 岡本英治, 円山重直, 早瀬敏幸, 高木敏行, 羅雲, 松本英敏, 佐藤文博, 福田寛, 田林晄一, 西條芳文, 飯島俊彦, 大阪元久, 久保豊, 川野聡恭, 梅津光生, 堀義生, 紺野能史, 山内清, 山口健二

平成14－15年度研究報告書　35-38　2004年
ナノテクを応用した人工臓器開発の新しい地平

山家智之, 堀義生, 白石泰之, 井口篤志, 田林晄一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤誠, 田中明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 王慶田, 段旭東, 仁田新一, 井街宏, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 岡本英治, 久保豊, 大坂元久, 梅津光生, 本間大, 前田剛

月刊未来材料　4　(8)　30-37　2004年
東北大学における産学連携の体制と事例・成果・期待

早瀬敏幸

油空圧技術　42　(11)　8-12　2003年10月
出版者・発行元：日本工業出版
ISSN： 0914-6253
A113 画像処理による傾斜遠心顕微鏡を用いた赤血球摩擦特性計測精度の改善

半澤徹, 早瀬敏幸, 白井敦, 濱谷剛

バイオフロンティア講演会講演論文集　2003　(14)　27-28　2003年9月17日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
537 直角分岐管内流れの形態と枝管内流れの周期的振動

天谷英昭, 山口隆平, 工藤奨, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2003　(15)　381-382　2003年1月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
536 PIV による腎動脈分岐管回りの流れ解析

臼井英明, 金谷守, 工藤奨, 山口隆平, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2003　(15)　379-380　2003年1月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第1報 : 上流速度境界条件に起因する誤差の改善

船本, 早瀬敏幸, 白井敦, 山家智之, 西條芳文

日本機械学会第14回バイオフロンティア講演会講演論文集, 2003　1　83-84　2003年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2939
スパイラル型磁気マイクロマシンの3次元泳動特性解析

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本応用磁気学会誌　27　(3)　142-145　2003年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.27.142 　

ISSN： 0285-0192 1880-4004

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The basic equations of incompressible viscous fluid flow were integrated using the three-dimensional finite volume method. We calculated the flow field around the micro-machine was to estimate the swimming velocity, thrust, drag, and load torque of a spiral-type magnetic micro-machine. The swimming properties of the micro-machine were analyzed theoretically. We obtained good agreement was between the experimental and theoretical results, on which basis we judged a technique for three-dimensional analysis to be established.
ナノテク集積人工心筋開発プロジェクト

山家智之, 白石泰之, 井口篤志, 田林晄一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤誠, 田中明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 王慶田, 段旭東, 仁田新一, 岡本英治, 久保豊, 大坂元久, 梅津光生

循環制御　24　(2)　111-117　2003年

ISSN： 0389-1844
ＦＰＳシミュレーション技術の将来課題

早瀬敏幸

フルードパワーシステム　34　(1)　21-24　2003年1月
ＳＩＭＰＬＥ法

早瀬敏幸

フルードパワーシステム　33　(7)　407-413　2002年11月
315 実験計測と数値解析を統合したハイブリッド風洞に関する基礎的研究 : リアルタイムでの解析に関する検討

仁杉圭延, 早瀬敏幸, 白井敦

講演論文集　2002　105-106　2002年9月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
スパイラル型磁気マイクロマシンの3次元泳動特性解析

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　26　325-325　2002年9月1日

ISSN： 1340-8100
Flow structure around branch point and periodical oscillation in side branch at right-angle branch

Ryuhei Yamaguchi, Susumu Kudo, Hideaki Amagai, Masaya Shigeta, Toshiyuki Hayase

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　68　(671)　2014-2019　2002年7月

DOI： 10.1299/kikaib.68.2014 　

ISSN： 0387-5016
114 実験計測と数値解析を統合したハイブリッド風洞に関する基礎的研究 : フィードバック則の検討

武田晋平, 仁杉圭延, 白井敦, 早瀬敏幸

講演論文集　2002　(37)　32-33　2002年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
120 直角分岐管内流れの数値解析 : 不安定振動の発生機構

内藤大貴, 早瀬敏幸, 白井敦, 山口隆平

講演論文集　2002　(37)　44-45　2002年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
東北大学における産学連携への取り組み

早瀬敏幸

フルードパワーシステム : 日本フルードパワーシステム学会誌 : journal of the Japan Fluid Power System Society　33　(2)　75-77　2002年3月15日
出版者・発行元：日本フルードパワーシステム学会
ISSN： 1346-7719
1344 2 つの狭窄部を持つ毛細血管内における好中球の流動特性

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2002　(14)　133-134　2002年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
流れの数値解析における誤差評価と単調収束性

早瀬敏幸

ながれ　21　(1)　6-15　2002年2月

DOI： 10.11426/nagare1982.21.6 　
D213 毛細血管狭窄部における変形した好中球の流動特性 : 狭窄部最小流路半径の影響

藤田亮, 白井敦, 早瀬敏幸

日本流体力学会年会講演論文集　2002　302-303　2002年
出版者・発行元：日本流体力学会

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On the average, neutrophils are significantly less deformable than erythrocytes and, once they are deformed, they require considerable time to recover their initial spherical shape. For this reason, initial cell shape influences the transit time of neutrophils through capillary network. In this research, the flow of a neutrophil in a capillary with two constrictions was investigated numerically, in terms of the transit time of the cell through the second constriction after it had been deformed by passing through the first one.
D211 傾斜遠心顕微鏡による微小速度域における赤血球の摩擦特性の計測

杉山英勝, 早瀬敏幸, 白井敦, 濱谷剛

日本流体力学会年会講演論文集　2002　298-299　2002年
出版者・発行元：日本流体力学会

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For understanding the interaction between blood cells, plasma and endothelial surface layer, we describe friction characteristics of red blood cells on the glass plate with inclined centrifugal force, especially in small velocity
直動形ポペツト弁回路における自励振動 : 管路内液柱分離の影響

林叡, 王偉民, 早瀬敏幸

油空圧講演論文集　13　(2)　22-24　2001年11月1日
流れ場の数値シミュレーションと仮想計測

早瀬敏幸

計測と制御　40　(11)　790-794　2001年11月
出版者・発行元： The Society of Instrument and Control Engineers
DOI： 10.11499/sicejl1962.40.790 　

ISSN： 0453-4662
308 直角分岐管内流れの数値解析 : 不安定振動の空間分布(O.S.3-2 血流の力学とモデル化)(O.S.3生体・生物の流れ)

内藤大貴, 早瀬敏幸, 白井敦, 山口隆平

流体工学部門講演会講演論文集　2001　39-39　2001年9月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
309 傾斜遠心顕微鏡による赤血球の流動特性の測定(O.S.3-2 血流の力学とモデル化)(O.S.3生体・生物の流れ)

早瀬敏幸, 杉山英勝, 白井敦, 濱谷剛

流体工学部門講演会講演論文集　2001　40-40　2001年9月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
305 毛細血管狭窄部における好中球の変形挙動(O.S.3-1 血流の数値解析)(O.S.3 生体・生物の流れ)

白井敦, 藤田亮, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2001　37-37　2001年9月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
307 直角分岐管流れの壁せん断応力と枝管内流れの周期的振動(O.S.3-2 血流の力学とモデル化)(O.S.3 生体・生物の流れ)

天谷英昭, 重田雅也, 工藤奨, 山口隆平, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2001　38-38　2001年9月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
G804 実験風洞と数値解析を統合したハイブリッド風洞に関する基礎的研究 : 推定性能の評価(G.S.8 流れの計測技術1)

武田晋平, 仁杉圭延, 白井敦, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2001　236-236　2001年9月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
G803 実験風洞と数値解析を融合したハイブリッド風洞に関する基礎的研究 : フィードバック則の検討(G.S.8 流れの計測技術1)

仁杉圭延, 武田晋平, 白井敦, 早瀬敏幸

流体工学部門講演会講演論文集　2001　235-235　2001年9月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
磁気利用小型泳動マシンの特性解析

石山和志, 山崎彩, 仙道雅彦, 早瀬敏幸, 荒井賢一

電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集 = Proceeding of Annual Conference of Fundamentals and Materials Society, IEE Japan　2001　431-431　2001年9月21日
小型化した泳動型磁気マイクロマシンの泳動特性解析

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　25　318-318　2001年9月1日

ISSN： 1340-8100
221 直角分岐管内流れの数値解析 : シャープエッジの分岐管全体の解析

内藤大貴, 早瀬敏幸, 白井敦, 山口隆平

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2001　(13)　76-77　2001年1月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
102 赤血球の摩擦特性の計測 : 抗力の影響

坂下重人, 白井敦, 濱谷剛, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2001　(13)　12-13　2001年1月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
スパイラル型磁気マイクロマシンの小型化に関する検討

仙道雅彦, 山崎彩, 石山和志, 荒井賢一, 井上光輝, 早瀬敏幸

電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会　2000　(283)　39-44　2000年12月7日
水圧用流量制御弁特性の数値解析

林叡, 白井敦, 郭南楠, 早瀬敏幸

油空圧講演論文集　12　(2)　97-99　2000年10月1日
血管分岐部流れの流体力学的安定性

早瀬敏幸

BME　14　(10)　6-8　2000年10月

DOI： 10.11239/jsmbe1987.14.10_6 　
極低レイノルズ数における磁気マイクロマシンの泳動

仙道雅彦, 山崎彩, 石山和志, 井上光輝, 早瀬敏幸, 荒井賢一

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　349-349　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
F09-(5) 機能流体システム

早瀬敏幸

年次大会資料集　2000　(5)　145-146　2000年7月31日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
高粘性液体中で駆動可能なスパイラル型磁気マイクロマシン

山崎彩, 仙道雅彦, 石山和志, 荒井賢一, 井上光輝, 早瀬敏幸

電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会　2000　(75)　13-18　2000年4月26日
東北大学における油空圧教育

早瀬敏幸

フルイドパワーシステム　31　(2)　110　2000年3月
非線形制御によりマイクロスティックスリップ振動を抑制した油圧サーボ系

早瀬敏幸

機械設計　44　(2)　52-54　2000年1月
出版者・発行元：日刊工業新聞社
ISSN： 0387-1045
機械的にコンプライアンス調整が可能な油圧サーボ系

早瀬敏幸

機械設計　44　(2)　55-57　2000年1月
出版者・発行元：日刊工業新聞社
ISSN： 0387-1045
乱流場のフィードバック制御 (SCFS'99「スーパーコンピューティングと計算流体科学」) -- (バーチャルリアリティデモンストレーション)

早瀬敏幸, 夏毓鵬, Humphrey J.A.C.

流体科学シンポジウム講演論文集　1999　57-60　1999年11月
出版者・発行元：東北大学流体科学研究所
ISSN： 1344-2236
未来流体情報創造センターのスーパーコンピューターシステム紹介流体科学研究所におけるスーパーコンピュータシステムの導入 (SCFS'99「スーパーコンピューティングと計算流体科学」)

高木敏行, 早瀬敏幸, 小原拓

流体科学シンポジウム講演論文集　1999　69-73　1999年11月
出版者・発行元：東北大学流体科学研究所
ISSN： 1344-2236
直動型ポペット弁回路の固有値解析と非線形挙動

白井敦, 王偉民, 林叡, 早瀬敏幸

油空圧講演論文集　11　(2)　3-4　1999年10月1日
吹き出し制御による車両の空力抵抗低減

仁杉圭延, 早瀬敏幸, 白井敦, 林叡

油空圧講演論文集　11　(2)　102-103　1999年10月1日
スプール弁内流れの数値解析における差分精度の影響

早瀬敏幸, 夏毓鵬, 林叡

油空圧講演論文集　11　(1)　115-117　1999年5月
直動型ポペット弁回路の安定性について (アキュムレータによる制振効果に関する一考察)

白井敦, 林叡, 早瀬敏幸, 王偉民

油空圧講演論文集　11　(1)　70-72　1999年5月
第4回油空圧国際シンポジウム

林叡, 早瀬敏幸

フルイドパワーシステム : 日本油空圧学会誌 : journal of the Japan Hydraulics & Pneumatics Society　30　(1)　37-38　1999年1月15日

ISSN： 1343-4608
スパイラル型磁気マイクロマシンの泳動特性に与えるマシン形状の影響

仙道雅彦, 網代紀行, 石山和志, 井上光輝, 荒井賢一, 早瀬敏幸

電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会　1998　(238)　1-6　1998年12月15日
水圧用リリーフ弁動特性の数値シミュレーション

林叡, 中西貴之, 早瀬敏幸, 上達政夫, 川本英樹

油空圧講演論文集　10　(2)　16-18　1998年11月1日
有限体積法による磁気マイクロマシン特性の2次元解析

仙道雅彦, 網代紀行, 井上光輝, 荒井賢一, 早瀬敏幸

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　22　421-421　1998年9月1日
オブザーバを用いた管内乱流のフィードバック制御の数値実験

早瀬敏幸

年会一般講演　17　231-232　1998年7月

ISSN： 1342-8004
有限体積法による医用磁気マイクロマシン特性の2次元解析

仙道雅彦, 網代紀行, 井上光輝, 荒井賢一, 早瀬敏幸

電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会　1998　(39)　61-66　1998年6月11日
直動型ポペット弁回路の集中定数近似モデルについて

白井敦, 林叡, 早瀬敏幸, 王偉民

油空圧講演論文集　10　(1)　31-33　1998年5月
スパイラル型磁気マイクロマシンの基礎特性II

島崎克彦, 仙道雅彦, 井上光輝, 荒井賢一, 早瀬敏幸, 高木敏行

電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会　1998　(13)　67-72　1998年2月3日
アーヘン工科大学流体駆動制御研究所, ドイツ

早瀬敏幸

フルイドパワーシステム : 日本油空圧学会誌 : journal of the Japan Hydraulics & Pneumatics Society　29　(1)　73-73　1998年1月15日

ISSN： 1343-4608
Local Stability of Direct-Acting Poppet Valve Circuit

WANG Weimin, HAYASHI Satoru, HAYASE Toshiyuki, IIMURA Ikuro

油空圧講演論文集　9　(2)　35-38　1997年10月1日
油圧回路に発生するカオス振動 (「スーパーコンピューティングと複雑系としての流体科学」SCFS '97)

早瀬敏幸, 林叡, 韮沢英夫

流体科学シンポジウム講演論文集　1997　28-32　1997年6月
出版者・発行元：東北大学流体科学研究所
ISSN： 1344-2236
可変コンプライアンス特性を有する油圧サーボ系の非線形制御

早瀬敏幸, 石澤一裕, 林叡

油空圧講演論文集　9　(1)　121-124　1997年5月
進展する油圧・水圧制御―その現状と新潮流

早瀬敏幸

M&E　23　(10)　198-205　1996年10月
油圧制御要素の過渡現象

早瀬敏幸, 林叡

ターボ機械　24　(9)　540-546　1996年9月
出版者・発行元： Turbomachinery Society of Japan
DOI： 10.11458/tsj1973.24.540 　

ISSN： 0385-8839
スターリングレジスタによるコロトコフ音の模擬

林叡, 是常彰人, 早瀬敏幸

油空圧講演論文集　8　(1)　129-132　1996年5月
油圧および水圧制御技術の現状

早瀬敏幸

計測と制御　35　(2)　106-110　1996年3月

DOI： 10.11499/sicejl1962.35.106 　
平成７年度春季油空圧講演会における油圧に関する研究動向

早瀬敏幸

HPIC Quarterly, JHPS　3　7-10　1995年12月
リリーフ弁の安定性 (第2報, 数値シミュレーションと実験的検討)

林叡, 飯塚祐二, 早瀬敏幸

油空圧講演論文集　7　(2)　121-124　1995年11月
非線形制御による油圧サーボ系の微小スティックスリップ振動の抑制

早瀬敏幸, 林叡, 小嶋和法

油空圧講演論文集　7　(2)　125-128　1995年11月
有限体積法(SIMPLER法)

早瀬敏幸

油圧と空気圧　26　407-413　1995年7月
Numerical Analysis of Transient Flow through a Pipe Orifice : Time Constant for Settling Flow

HAYASE Toshiyuki, CHENG Ping, HAYASHI Satoru

JSME international journal. Ser. B, Fluids and thermal engineering　38　(2)　157-163　1995年5月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1340-8054

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As a fundamental consideration in hydraulic valve dynamics, transient flow through a pipe orifice has been studied via a numerical analysis. Steady axisymmetric viscous fluid flow was first investigated to confirm the present SIMPLER-based finite volume methodology. Time-dependent calculation for a suddenly imposed pressure gradient has shown two distinct characteristic time constants for the transient state. The first characteristic time is commonly considered to correspond to the flow rate change, while the second one concerning the variation of flow structure has not been treated in earlier studies. The final settling of flow is completed in the second characteristic time which is almost ten times larger than the first one under the present condition.
東北大学流体科学研究所

早瀬敏幸

計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers　33　(9)　798-799　1994年9月10日

ISSN： 0453-4662
第3回流体の制御,計測と可視化に関する国際シンポジウム(FLUCOME′91)報告

林叡, 早瀬敏幸, 飯村〓郎

油圧と空気圧　22　(7)　p787-791　1991年11月
出版者・発行元：日本油空圧学会
ISSN： 0286-6900

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書籍等出版物 6

Wearable Biosensing in Medicine and Healthcare

Toshiyuki Hayase

Springer Singapore　2024年1月

DOI： 10.1007/978-981-99-8122-9 　

ISBN: 9789819981212
日常人間ドック: 2040年からのヘルスケアメッセージ

早瀬敏幸

パレード　2023年6月

ISBN: 4434316370
スマートヘルスケア

早瀬敏幸

エヌ･ティー･エス　2023年1月

ISBN: 9784860438128
フルードインフォマティクス

早瀬敏幸, 渡邉崇, 中村育雄, 藤代一成, 白山晋, 大林茂

技報堂出版　2010年4月30日
機械工学便覧基礎編流体工学

青木俊之, 東恒雄,ほか

日本機械学会　2006年1月20日
水圧駆動テキストブック

池尾茂, 上達政夫, ほか

日本フルードパワーシステム学会　2003年4月

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講演・口頭発表等 249

流体解析における計測とシミュレーションの融合とその応用招待有り

早瀬敏幸

日本機械学会2021年度年次大会　2021年9月8日
計測融合シミュレーションによる血流解析招待有り

早瀬敏幸

日本機械学会第33回バイオエンジニアリング講演会　2021年6月26日
Ultrasonic-measurement-integrated flow analysis for elucidation of FBG vital sign sensing 国際会議招待有り

早瀬敏幸

International Symposium of Wearable Systems for the Healthcare Clothing Environment 2019　2019年3月1日
心臓・大動脈系の磁気共鳴画像計測融合シミュレーション招待有り

早瀬敏幸

流れの数値解析と実験計測の双方向連携に関する研究分科会　2018年12月13日
シミュレーション融合流体計測技術の医療分野への応用招待有り

早瀬敏幸

流れの知的制御とそれを実現するための先進計測法に関する研究分科会　2018年1月19日
Measurement-Integrated Simulations in Fluid Science 国際会議

16th International Symposium on Advanced Fluid Information AFI-2016　2016年10月13日
間質領域への漏出を考慮した腫瘍微小環境の流れに対する有限要素解析:（二次元問題への適用）

武田智文, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019年7月20日
左心室における拍出血流速度分布に関する数値解析

小坂修太, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019年7月20日
大動脈弁狭窄症が左心室内の血流場に与える影響に関する数値解析:（駆出率による影響）

高田剛志, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019年7月20日
2 次元超音波計測融合血流解析システムによる腕部動脈の解析:（橈骨動脈内の血流動態）

木村清一, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019年7月20日
心臓・大動脈系の磁気共鳴画像計測融合血流シミュレーションに関する基礎的研究:（上行大動脈の血流動態）

堀雄貴, 宮内優, 早瀬敏幸, Alain Lalande, Jean-Joseph Christophe

バイオフロンティア講演会講演論文集　2019年7月20日
血管壁近傍血流場が内皮細胞損傷に与える流体力学的影響の解明:（斜流負荷実験における HUVEC と HAEC のはく離率の比較）

井上浩介, 早瀬敏幸, 宮内優

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2019年
血管壁近傍血流場が内皮細胞損傷に与える流体力学的影響の解明（斜流負荷実験におけるHUVECとHAECのはく離率の比較）

井上浩介, 早瀬敏幸, 宮内優

日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会　2018年12月15日
3次元超音波計測融合血流解析システムの基礎的研究（血管形状の抽出）

工藤弘瀬, 宮内優, 早瀬敏幸, 井上浩介

日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会　2018年12月15日
間質領域への漏出を考慮した腫瘍微小環境の流れに対する有限要素解析（提案手法の妥当性の評価）

武田智文, 宮内優, 早瀬敏幸

日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会　2018年12月15日
心臓病変が左心室内の血流場に与える影響に関する数値解析（大動脈弁狭窄症）

高田剛志, 宮内優, 早瀬敏幸

日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会　2018年12月15日
手首拍動流モデルを用いた脈波計測システムの基礎的評価（計測信号と血管内圧、変形の解析）

坪井達哉, 白井敦, 宮内優, 早瀬敏幸

日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会　2018年10月24日
左心室の内部構造が血流場に与える影響に関する数値解析（肉柱・乳頭筋とひねり運動を考慮した解析）

細井鴻一, 宮内優, 早瀬敏幸

日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会　2018年10月24日
脳動脈瘤の肥厚部位と菲薄部位を特定する血行力学パラメータに関する研究（輸送方程式の解析に基づく肥厚部位を特定するパラメータの評価）

青木一将, 宮内優, 早瀬敏幸, 杉山慎一郎, 冨永悌二

日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会　2018年10月24日
心臓・大動脈系の磁気共鳴画像計測融合血流シミュレーションに関する基礎的研究（上行大動脈の解析）

堀雄貴, 宮内優, 早瀬敏幸, 井上浩介, Alain Lalande, Clement Acquitter, Jean-Joseph Christophe

日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会　2018年10月24日
心臓大動脈系の磁気共鳴画像計測融合血流シミュレーション

荻津正人, 堀雄貴, 宮内優, 早瀬敏幸, Cl?ment Acquitter, Alain Lalande, Christophe Jean-Joseph

統計数理研究所・東北大学流体科学研究所・材料科学高等研究所合同ワークショップ　2018年4月16日
超音波計測融合シミュレーションによるFBGバイタルセンシング機序の解明（超音波ファントムによる計測実験）

原田大輔, 宮内優, 早瀬敏幸, 井上浩介, 白井敦, 児山祥平, 石澤広明

日本機械学会東北支部第53期総会・講演会　2018年3月15日
脳動脈瘤の肥厚部位と菲薄部位を特定する血行力学パラメータに関する研究:（輸送方程式の解析に基づく肥厚部位を特定するパラメータの評価）

青木一将, 宮内優, 早瀬敏幸, 杉山慎一郎, 冨永悌二

バイオフロンティア講演会講演論文集　2018年
手首拍動流モデルを用いた脈波計測システムの基礎的評価:（計測信号と血管内圧，変形の解析）

坪井達哉, 白井敦, 宮内優, 早瀬敏幸

バイオフロンティア講演会講演論文集　2018年
182 超音波計測融合シミュレーションによるFBGバイタルセンシング機序の解明:（超音波ファントムによる計測実験）

原田大輔, 宮内優, 早瀬敏幸, 井上浩介, 白井敦, 児山祥平, 石澤広明

東北支部総会・講演会講演論文集　2018年
間質への漏出を考慮した単純形状腫瘍血管モデルの2次元流体解析

宮内優, 早瀬敏幸

バイオエンジニアリング講演会講演論文集　2018年
Measurement of blood flow rates under three different temperatures, and development of a new human thermal model 国際会議

The 5th International Conference on Human-Environment System　2016年10月29日
Analysis of an Autonomic Nervous System of Mouse Fetus with Congenital Heart Defect 国際会議

16th International Symposium on Advanced Fluid Information AFI-2016　2016年10月13日
Computational and Experimental Studies on the Blood Cells Behavior in Microcirculation 国際会議

16th International Symposium on Advanced Fluid Information AFI-2016　2016年10月13日
Direct Numerical Simulation of Momentum and Mass Transfer in a Spatially Developing Mixing Layer 国際会議

13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016年10月13日
Investigation of Non-Equilibrium Turbulence and Its Application to Flow Control (Cases of Mixing Layer, Grid-Turbulence and Jet) 国際会議

16th International Symposium on Advanced Fluid Information AFI-2016　2016年10月13日
拍動に伴う血管の変形を考慮した2次元超音波計測融合血流解析システム

日本超音波医学会第89回学術集会　2016年5月28日
２次元超音波計測融合血流解析システムの検証実験

融合ワークショップ　2016年3月31日
ハイブリッド風洞システムによる乱流場の再現

融合ワークショップ　2016年3月31日
MR画像データに基づく左心室内血流場の数値解析（心室内部表面構造の影響）

日本機械学会東北支部第51期総会・講演会　2016年3月11日
ハイブリッド風洞による角柱後流乱流場の再現

日本機械学会東北支部第51期総会・講演会　2016年3月11日
血管壁近傍血流場が内皮細胞損傷に与える流体力学的影響の解明(せん断応力が培養内皮細胞の剥離に及ぼす影響）

日本機械学会東北支部第51期総会・講演会　2016年3月11日
生体内外血流の０次元シミュレーション（内出血と外出血の比較）

日本機械学会東北支部第51期総会・講演会　2016年3月11日
拍動に伴う血管形状の変形を考慮した2次元超音波計測融合血流解析（Bモード画像による非定常血管形状抽出）

日本機械学会東北支部第51期総会・講演会　2016年3月11日
2次元超音波計測融合血流解析における速度ベクトルの解析精度の検証

日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会　2016年1月10日
酸素濃度制御マイクロ流体デバイスによる血管内皮細胞単層の物質透過性の変化

日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会　2016年1月10日
生体内外血流の０次元シミュレーション

日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会　2016年1月10日
Measurement-Integrated Simulation of Turbulent Flow Behind a Square Cylinder 国際会議

International Workshop on Flow Dynamics and Spintronics, KTH, Stockholm　2015年11月12日
Study of Permeability Changes of Endothelial Cell Monolayer Exposed to Hypoxia 国際会議

12th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)　2015年10月29日
Cardiac Evaluation of Fetal Mice by ECG and Ultrasound 国際会議

15th International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2015　2015年10月28日
Investigation of Non-equilibrium Turbulence and Its Application to Flow Control 国際会議

15th International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2015　2015年10月28日
Investigation on Advanced Medical Ultrasound Imaging Technology 国際会議

15th International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2015　2015年10月28日
Measurement-Integrated Analysis Methodology for Complex Flow Systems:Collaborative Research Overview 国際会議

15th International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2015　2015年10月28日
Study on Optimization of Tailing Edge for Low Noise Airfoil 国際会議

15th International Symposium on Advanced Fluid Information, AFI-2015　2015年10月28日
Measurement-Integrated Analysis for Complex Flow Systems 国際会議

China-Japan Joint Workshop on Flow Dynamics and Transport Phenomena, Tsinghua University　2015年6月23日
2次元超音波計測融合血流解析システムにおける最適フィードバックゲインの決定

日本超音波医学会第88回学術集会　2015年5月22日
2次元超音波計測融合血流解析システムにおける超音波計測ノイズと解析精度に関する実験的検討

流体科学研究所・統計数理研究所合同ワークショップ　2015年3月26日
2次元超音波計測融合血流解析システムの有用性の検証

流体科学研究所・統計数理研究所合同ワークショップ　2015年3月26日
MR画像データに基づく左心室内血流場の数値解析（非定常3D心室モデルの構築）

日本機械学会東北支部第50期総会・講演会　2015年3月13日
Analysis of High Reynolds Number Flow Behind a Square Cylinder by Hybrid Wind Tunnel: Reproduction of Turbulent VelocityFluctuations 国際会議

2015 Annual ELyT Workshop　2015年2月19日
脳動脈瘤内の血流の数値解析における上流端の設定法の検討

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月10日
2次元超音波計測融合シミュレーションシステムにおける解析精度の実験的検証

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
3次元非定常の超音波計測融合血流解析における圧力場の再現に関する検討

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
希釈した血液を模擬した媒質における超音波の散乱特性に関する数値解析(超音波の周波数の影響）

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
傾斜遠心顕微鏡による内皮細胞上の赤血球の摩擦特性の計測（傾斜遠心力の垂直成分の影響）

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
傾斜遠心力場における赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明（相互作用モデルの物理的解釈）

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
超音波計測と計測融合シミュレーションによる血圧場と血流場の同時解析システム

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
低酸素マイクロ流体デバイスを用いた血管内皮細胞単層の物質透過性の評価

日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会　2015年1月9日
2次元超音波計測融合血流解析システムによる頸動脈内の血流解析

第14回日本流体力学会中四国・九州支部講演会　2014年12月14日
2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の血流解析

計測自動制御学会東北支部50周年記念学術講演会　2014年12月11日
On the Motility and Locomotive Organs of Beach Flea 国際会議

The Sixth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms (ISABME2014)　2014年11月
Analysis of High Reynolds Number Flow behind a Square Cylinder by Hybrid Wind Tunnel (Improvement of Critical Gain of Instability for Pressure Feedback) 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (ICFD2014)　2014年10月10日
Application of MR-Measurement-Integrated Hemodynamic Simulation to Cerebrovascular Diseases 国際会議

The 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　2014年10月9日
Cardiac Evaluation of Fetal Mice by ECG and Ultrasound 国際会議

The 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　2014年10月9日
Elucidation of Mechanisms of the Frictional Characteristics of Erythrocytes under Inclined Centrifugal Force 国際会議

The 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　2014年10月9日
Investigation on Advanced Medical Ultrasound Imaging Technology 国際会議

The 14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)　2014年10月9日
Fundamental Study of Interaction between Erythrocyte and Endothelial Cell under Inclined Centrifugal Force (Reproduction of Friction Characteristics by Numerical Analysis Using Simple Interaction Model) 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (ICFD2014)　2014年10月8日
光電容積脈波計測と超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈内の血圧と血流場の同時解析

日本流体力学会年会2014　2014年9月17日
超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定手法の有効性の検証

日本流体力学会年会2014　2014年9月17日
固体平板と水面でのトビムシの跳躍挙動における比較

日本流体力学会年会2014　2014年9月
Simultaneous Analysis System for Blood Pressure and Flow Using Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation 国際会議

7th World Congress of Biomechanics　2014年7月11日
Twinkling Sign機序解明のための超音波照射による微粒子挙動の光学観察

日本超音波医学会第87回学術集会　2014年5月10日
ソノサイトメトリーの基盤技術の検討

日本超音波医学会第87回学術集会　2014年5月9日
光電脈波計測と超音波計測融合解析による血圧血流同時計測システムによるWI解析

日本超音波医学会第87回学術集会　2014年5月9日
超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定精度の向上

日本超音波医学会第87回学術集会　2014年5月9日
ハイブリッド風洞による角柱後流の高レイノルズ数流れ解析（圧力フィードバックにおける不安定化臨界ゲインの改善）

日本機械学会東北支部第49期総会・講演会　2014年3月14日
傾斜遠心力場における赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明（赤血球とグリコカリックスの相互作用モデルを用いた数値解析による摩擦特性の再現）

日本機械学会東北支部第49期総会・講演会　2014年3月14日
光電脈波計測と超音波計測融合シミュレーションによる血圧と血流の同時計測システムの開発（開発システムによるWave Intensityの評価）

日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会　2014年1月12日
小動物用超音波計測連成解析システムによる３次元血管形状抽出と血流解析の精度検証

日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会　2014年1月12日
総頸動脈内血流の2次元超音波計測融合シミュレーションにおける2次元断面流量の軸方向変化の影響

日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会　2014年1月12日
超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定の評価関数に関する考察

日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会　2014年1月12日
脳動脈瘤の壁面性状と血行力学パラメータの比較

日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会　2014年1月11日
Characteristics of Turbulent/Non-Turbulent Interface in a Turbulent Planar Jet with a Chemical Reaction 国際会議

American Physical Society 66th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics　2013年11月
Scalar Transfer Across a Turbulent/Non-Turbulent Interface in a Planar Jet 国際会議

American Physical Society 66th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics　2013年11月
DNSによる二次元噴流中の反応性物質の乱流拡散係数に関する研究

日本流体力学会年会2013　2013年9月
乱流生成方法により格子乱流の基本特性を変える試み

日本流体力学会年会2013　2013年9月
DNSによる化学反応を伴う二次元噴流の可視化

第41回可視化情報シンポジウム　2013年7月
超音波Mモードイメージングと光電容積脈波センシングによる脈波同定の比較

曾根周作, 早瀬敏幸, 船本健一

超音波医学　2013年4月
超音波計測融合シミュレーションによる生体内の血液粘度の推定

門脇弘子, 船本健一, 早瀬敏幸, 曾根周作, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二, 劉磊

超音波医学　2013年4月
小動物用超音波計測連成解析システムにおける血管形状抽出の高精度化

日本機械学会第23回バイオフロンティア講演会　2012年10月6日
2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の血流解析

日本機械学会第23回バイオフロンティア講演会　2012年10月5日
超音波計測融合血流シミュレーションシステムの開発

第21回日本形成外科学会基礎学術集会　2012年10月5日
Integration of CFD and EFD for Analysis of Complex Real Flows 国際会議

5th Symposium on Integrating CFD and Experiments in Aerodynamics (Integration 2012)　2012年10月4日
Rheological Analysis of the Mechanism of Fetal Brain Hemorrhage 国際会議

The 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　2012年9月20日
Ultrasound Radiation Force Driven B-Flow Twinkling Sign for Microcalcification Detection 国際会議

The 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　2012年9月20日
Magnetic Resonance Fluid Dynamics for Intracranial Aneurysms 国際会議

The 12th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012)　2012年9月20日
Numerical Analysis of Levitation Mechanism of Red Blood Cell in Inclined Centrifuge Microscope - Effect of Asymmetric Cell Shape on the Motion 国際会議

9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2012)　2012年9月20日
Intra-left Atrial Flow 国際会議

The 9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2012)　2012年9月19日
実験計測と数値解析の融合流体解析

日本機械学会2012年度年次大会　2012年9月10日
Neumerical and Experimental Study of Flow in Stenosis models with Several Mechanical Properties 国際会議

Ninth International Conference on Flow Dynamics　2012年9月
視覚協創学(9)：視覚協創による血流動態のリアライゼーション

計算工学講演会　2012年5月30日
視覚協創学(1)：視考支援基盤の目的と構成

計算工学講演会　2012年5月30日
軟組織内微細石灰化のB-Flow“Twinkling Sign”発生メカニズムに関するin vitro研究

日本超音波医学会第85回学術集会　2012年5月26日
2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の非定常血流量推定

日本超音波医学会第85回学術集会　2012年5月25日
Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flows 国際会議

Bilateral Workshop on Green Technology and Life Science between Chang Gung University and Tohoku University　2012年5月15日
Blood Flow Analysis in the Left Atrium with/without Atrial Fibrillation 国際会議

The 4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2010年12月16日
Some Theoretical Issues on Measurement-Integrated Simulation 国際会議

4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2010年12月16日
Experimental Validation of Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood Flow Simulation Using Carotid Artery Models 国際会議

The 4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2010年12月15日
Observation of velocity of Antibody-modified HL60 cells on glass plates using the inclined centrifuge microscope 国際会議

4th East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2010年12月
MR-Measurement-Integrated Simulation for Reproduction of Blood Flow in Cerebral Aneurysm 国際会議

Swiss/Japan International Seminar on Medical Engineering Based on Vessel Biology　2010年11月15日
小動物用超音波計測融合シミュレーションシステムの開発（検証実験）

第21回バイオフロンティア講演会　2010年11月13日
超音波計測融合シミュレーションによる頚動脈内の壁せん断応力の評価

第21回バイオフロンティア講演会　2010年11月13日
心房細動に関する左心房内血流解析

第21回バイオフロンティア講演会　2010年11月12日
Computer Simulation Predicts the Convective Drug Distribution in the Primate Brainstem 国際会議

The tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　2010年11月2日
Consideration for Simulations of Infusion in Realistic Animal Brain Geometries 国際会議

The tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　2010年11月2日
Detection of Microcalcification in Soft Tissue 国際会議

The tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　2010年11月2日
Evaluation of Wall Shear Stress on Carotid Artery with Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation 国際会議

The seventh International Conference on Flow Dynamics　2010年11月2日
Fluid Analysis of the Mechanism of Fetal Brain Hemorrhage 国際会議

The tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　2010年11月2日
Left Atrial Appendage 国際会議

The tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　2010年11月2日
Design of Version Tree Operators for Sophisticated Visualization Provenance 国際会議

Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2010年11月
Direct Numerical Simulation on the Effects of Free-stream Turbulence on an Isothermal Turbulent Boundary Layer 国際会議

Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2010年11月
Experimental Study on Effect of Direction of Endothelial Cells’ Orientation on Motion of HL60 Cells 国際会議

The 7th International Conference on Flow Dynamics　2010年11月
Measurement-Integrated Simulations Applied to a Co-Flowing Jet 国際会議

Seventh International Conference on Flow Dynamics　2010年11月
血管内皮細胞の配向方向が好中球の挙動に与える影響に関する実験的研究

日本機械学会第21回バイオフロンティア講演会　2010年11月
医療計測との融合による血流解析

日本機械学会第88期流体工学部門講演会　2010年10月31日
血流の超音波計測融合シミュレーションにおけるゼロ表示されたドプラ速度のフィードバックの影響

日本流体力学会年会2010　2010年9月10日
傾斜遠心顕微鏡で撮影された連続画像のぶれ補正手法

日本流体力学会年会2010　2010年9月
傾斜遠心顕微鏡を用いたガラス平板上におけるHL60の微視的挙動に関する基礎的研究

日本機械学会2010年度年次大会　2010年9月
Computational Simulation on Convection-Enhanced Drug Delivery into the Primate Brain 国際会議

The 6th World Congress of Biomechanics　2010年8月4日
Effect of Measurement Error on Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in an Aortic Aneurysm 国際会議

The 13th International Symposium of 2007 Tohoku University Global COE Program “Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre”　2010年8月4日
A Stabilization Technique of Wobbly Images taken by the Inclined Centrifuge Microscope 国際会議

6th World Congress of Biomechanics　2010年8月
Visualization of Microcirculation Based on Brightness Variation in Contrast-Enhanced Ultrasound 国際会議

ASME 2010 Summer Bioengineering Conference　2010年6月17日
Measurement-Integrated Simulations and Kalman Filter Applied to a Co-Flowing Jet 国際会議

AIAA 5th Flow Control Conference　2010年6月
計測融合シミュレーションの臨界ゲインについての考察

流体力学講演会　2010年6月
超音波計測融合シミュレーションによる臨床応用に関する基礎的研究

日本超音波医学会第83回学術集会　2010年5月30日
超音波計測融合シミュレーションによる分岐血管の流量推定

日本超音波医学会第83回学術集会　2010年5月29日
傾斜遠心力下における赤血球挙動の流体構造連成解析

第15回計算工学講演会　2010年5月26日
大動脈瘤内における非定常血流に関する情報探査

第15回計算工学講演会　2010年5月26日
2次元下行大動脈瘤近傍における血流の計測融合シミュレーションに関する固有値解析

日本機械学会東北支部第45期総会・講演会　2010年3月12日
Determination of Local Fine Structure of Blood Flows by Measurement Coupled Simulation 国際会議

12th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2010年3月
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow 国際会議

12th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2010年3月
Clinical Application of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation for Diagnosis of Carotid Artery 国際会議

SMART-Tohoku GCOE joint Workshop on Micro & Nano Bioengineering: MIT, NUS, NTU and Tohoku　2010年1月12日
集中定数モデルによる循環器系病態の動特性解析第2報：心室中隔欠損症の考察

第22回バイオエンジニアリング講演会　2010年1月10日
超音波Bモード画像の輝度値の変動に基づく微小循環の可視化

第22回バイオエンジニアリング講演会　2010年1月10日
PVA頚動脈モデルを用いた3次元超音波計測融合血流シミュレーション

第22回バイオエンジニアリング講演会　2010年1月9日
曲がり管の運動が流れに与える影響に関する数値解析

日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会　2010年1月
Analysis of Clinical Data with Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation 国際会議

The 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2009年12月
Dynamic Characteristics Analysis of Diseased Circulatory System with Lumped Parameter Model 1st Report : Heart Valve Disease 国際会議

The 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2009年12月
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in the Aneurismal Aorta 国際会議

3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2009年12月
Experimental Observation of Behavior of Neutrophil-like HL60 Cells on Oriented Endothelial Cells 国際会議

3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2009年12月
Three-Dimensional Ultrasonic-Measurement-Integrated Blood flow Simulation using PVA Carotid Artery Model 国際会議

The 3rd East Asian Pacific Student Workshop on Nano-Biomedical Engineering　2009年12月
Turbulence Structure and Scalar Transfer in Fractal Generated Turbulence 国際会議

Japan-Korea CFD Workshop　2009年12月
Eigenvalue Analysis to Design Feedback Scheme in Measurement-Integrated Simulation 国際会議

ASME International Mechanical Engineering Congress (IMECE 2009)　2009年11月19日
血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第9報：計測ノイズの影響

第20回バイオフロンティア講演会　2009年11月8日
集中定数モデルによる循環器系病態の動特性解析第1報：心臓弁膜症の考察

第20回バイオフロンティア講演会　2009年11月8日
超音波計測融合シミュレーションによる臨床データの解析

第20回バイオフロンティア講演会　2009年11月7日
Atrial Vortex 国際会議

The 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2009年11月5日
Blood Flow Analysis by Measurement-Integrated Simulation 国際会議

The 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2009年11月5日
Convection-enhanced Delivery of ACNU under MRI Monitoring against Recurrent Gliomas-Development of Computational Simulation of Drug Distribution 国際会議

The 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2009年11月5日
Fundamental Study of Convection-Enhanced Delivery Simulation in Rat Brain 国際会議

The 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2009年11月5日
Realizing Scalable Visualization Through Hierarchical Provenance Management 国際会議

The Ninth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2009年11月5日
Direct Numerical Simulation on the Effects of Free-stream Turbulance on Neutral, Stably and Unstably Stratified Turbulance Boundary Layers 国際会議

Ninth International Symposium on Advanced Fluid Information and The Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2009年11月
生体モデリングにおける音響特性の制御と超音波計測

計測自動制御学会東北支部45周年記念学術講演会　2009年9月8日
健康度のわかる血管情報の可視化

第8回情報科学技術フォーラム　2009年9月4日
Measurements-integrated simulations applied to the case of a planar coflowing jet: results and experimental validation 国際会議

4th Symposium on integrating CFD and experiments in aerodynamics　2009年9月
計測融合シミュレーションの誤差ダイナミクスに対する固有値解析

計測自動制御学会東北支部45周年記念学術講演会　2009年9月
血管内皮細胞の配向が好中球の挙動に与える影響に関する実験的研究

日本機械学会2009年度年次大会　2009年9月
Direct Numerical Simulation of Scalar Transfer in Regular and Fractal Grid Turbulence 国際会議

International Conference ”Turbulent Mixing and Beyond”　2009年8月
フラクタル格子乱流の特性とスカラー輸送について

数理科学講演会　2009年8月
複雑な実現象流れ場の計測融合リアルタイムシミュレーション

平成21年春季フルードパワーシステム講演会　2009年6月25日
Reproduction of Blood Flow Field by Numerical Simulation Integrated with Ultrasonic Measurement with Noise 国際会議

ASME 2009 Summer Bioengineering Conference　2009年6月18日
DNS of Passive Scalar Field with Mean Gradient in Fractal-Generated Turbulence 国際会議

Sixth International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena　2009年6月
計測融合シミュレーションの誤差ダイナミクスに対する固有値解析

第41回流体力学講演会／航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2009　2009年6月
超音波計測融合シミュレーションによる血行力学情報のリアルタイム可視化に関する研究

日本超音波医学会第82回学術集会　2009年5月24日
Effect of Aliasing on Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Three-Dimensional Unsteady Blood Flow 国際会議

The 10th International Symposium of 2007 Tohoku University Global COE Program “Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre”　2009年4月17日
Study on the Development of Blood Vessel Biomodeling with Realistic Mechanical Properties by Using Poly (vinyl alcohol) Hydrogel 国際会議

4th Asian Pacific Conference on Biomechanics　2009年4月17日
Formulation for Eigenvalue Analysis of Error Dynamics of Measurement-Integrated Simulation 国際会議

4th Asian Pacific Conference on Biomechanics　2009年4月
Blood Flow Analysis by Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation with Flow Rate Estimation 国際会議

9th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2009年3月
Determination of Local Fine Structure of Blood Flows by Measurement Coupled Simulation 国際会議

9th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2009年3月
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Measurement-Integrated Simulation 国際会議

9th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2009年3月
Fluid-Structure Coupled Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Fluid in Elastic Tube with Contraction 国際会議

9th International Symposium of Tohoku University Global COE Programme Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2009年3月
Reproduction of Complex Real Flows by Measurement-Integrated Simulation 国際会議

International Symposium of Experiment-Integrated Computational Chemistry on Multiscale Fluidics (ECCMF)　2009年1月18日
傾斜遠心顕微鏡を用いた好中球の内皮細胞に対する摩擦特性の計測

日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会　2009年1月
血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第8報：計測誤差の影響

第21回バイオエンジニアリング講演会　2009年1月
生体に近い音響特性を有するPVAゲルの開発

第21回バイオエンジニアリング講演会　2009年1月
拍動流に起因する曲がり管の動きが流れに与える影響

日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会　2009年1月
脈診の科学的検証のための一次元数学モデルを用いた脈波計測実験の再現

日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会　2009年1月
流れ負荷および遠心力負荷によるせん断応力の垂直方向分布の差が培養内皮細胞の配向に与える影響

日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会　2009年1月
Anisotropic Hybrid Blood Vessel Model using Poly (Vinyl Alcohol) Hydro Gel and Mesh Material 国際会議

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　2008年12月
Development of Poly (Vinyl Alchol) Gel with in vivo Acoustic Properties 国際会議

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　2008年12月
Effect of Vertical Distribution of Shear Stress Generated by Flow or Centrifugal Force on Orientation of Cultured Endothelial Cell 国際会議

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　2008年12月
Formulation of Linearized Error Dynamics Equation of Measurement-Integrated Simulation 国際会議

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　2008年12月
Measurement of Friction Characteristics of Neutrophils on MPC Polymer with the Inclined Centrifuge Microscope 国際会議

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　2008年12月
Numerical Evaluation of MR-Measurement-Integrated Simulation of Unsteady Hemodynamics in a Cerebral Aneurysm 国際会議

The 8th International Symposium of 2007 Tohoku University Global COE Program “Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre”　2008年12月
Physics Data Mining for Three-Dimensional Unsteady Blood Flow Field in an Aneurysmal Aorta 国際会議

The 8th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2008年12月
Reproduction of Pulse Waveform Measurement using One-dimensional Mathematical Model for Validation of Pulse Diagnosis 国際会議

GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference in Bioengineering　2008年12月
Reproduction of Three-Dimensional Flow with Karman Vortex Street by Integrating Flow Simulation and Pressure Measurement 国際会議

Eighth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2008年12月
Reproduction of Complex Real Flows with Measurement-Integrated Simulation 国際会議

ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition　2008年11月4日
Eigenvalue Analysis for Error Dynamics of Measurement Integrated Simulation to Reproduce Real Flows 国際会議

61st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics　2008年11月
Measurement-Integrated Simulation of Three-Dimensional Flow Behind a Square Cylinder Using Pressure Measurement on the Cylinder 国際会議

61st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics　2008年11月
Reproduction of Complex Real Flows by Integrating Measurement and Simulation 国際会議

Tsinghua University and IFS, Tohoku University Joint Workshop　2008年10月27日
Estimation of Unsteady Blood Flow Rate in Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation －Effect of Estimation Precision on Reproducibility of Blood Flow 国際会議

International Symposium on Nano-Biomedical Engineering, 7th International Symposium of 2007 Tohoku University Global COE Program “Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2008年10月
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤内の非定常流再現の数値実験

第19回バイオフロンティア講演会　2008年9月
PVAハイドロゲルとメッシュ材料を用いた異方性血管モデルの製作

日本機械学会第19回バイオフロンティア講演会　2008年9月
傾斜遠心顕微鏡を用いた好中球のMPCポリマーに対する摩擦特性の計測

日本機械学会第19回バイオフロンティア講演会　2008年9月
生体の音響特性を有する材料の開発：音響特性計測装置の構築

第19回バイオフロンティア講演会　2008年9月
生体計測とシミュレーションの一体化

第１回東北大学バイオフォーラム　2008年6月6日
GADGET/FV: Ontology-supported design of visualization workflows in fluid science 国際会議

The first International Workshop on Super Visualization 2008　2008年6月
Numerical Experiment of MR-Measurement-Integrated Simulation of Steady Blood Flow in a Cerebral Aneurysm 国際会議

ASME 2008 Summer Bioengineering Conference　2008年6月
PIV計測融合シミュレーションにおけるフィードバックデータ率の影響

第40回流体力学講演会／航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2008　2008年6月
Development of Material Close to Anatomy: Experimental Apparatus to Measure Acoustic Properties 国際会議

Tohoku-NUS Student Joint Symposium　2008年5月
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤内の定常流再現の数値実験

第13回計算工学講演会　2008年5月
PVA-Hによる超音波計測・可視化同時実験用頚動脈ファントム

日本超音波医学会第81回学術集会　2008年5月
超音波計測融合シミュレーションによる血流場の可視化

日本超音波医学会第81回学術集会　2008年5月
Determination of Fine Structure of Blood Flows by Coupling Measurement and Simulation 国際会議

5th International Symposium on Tohoku University Global COE Program Global Nano-Biomedical Engineering Education and research Network Centre　2008年3月28日
Accuracy Verification of Ultrasonic Measurement for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation Using Poly (vinyl alcohol) Hydrogel Straight Tube Phantom 国際会議

5th International Symposium on Global COE Program Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre　2008年3月
Numerical Evaluation of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow 国際会議

The 5th International Bio-Fluid Symposium and Workshop　2008年3月
計測との融合による流れの実現象のリアルタイムシミュレーション

早瀬敏幸

EFD/CFD融合研究会　2008年2月26日
Examples of Collaborative Japan- U.S. Fluids Information Triad Research 国際会議

46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition　2008年1月9日
MRI計測に基づく左心房内血流場の数値シミュレーション

日本機械学会第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
MR計測融合シミュレーションによる脳動脈瘤内の血流解析

第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
傾斜遠心顕微鏡による生理的温度条件下での赤血球の摩擦特性の計測

日本機械学会第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
超音波計測による3次元血流動態可視化システムの開発

日本機械学会第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
超音波計測融合シミュレーションにおける直円管内層流の解析（非軸対称フィードバック則による3次元解析）

第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
超音波計測融合シミュレーションにおける直円管内層流の解析：軸対称フィードバック則による軸対称解析

第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
平板上を移動する変形した赤血球まわりの3次元流動数値解析

第20回バイオエンジニアリング講演会　2008年1月
Effects of Number of Feedback Points in PIV Measurement-Integrated Simulation 国際会議

Takayuki Yamagata, Toshiyuki Hayase, Hiroshi Higuchi

Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2007年12月14日
MR-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in a Cerebral Aneurysm 国際会議

Yoshitsugu Suzuki, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Takashi Kosugi, Haruo Isoda

Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2007年12月14日
Development of a Three-Dimensional Blood Vessel Image Acquisition System with Ultrasonic Diagnostic Equipment 国際会議

Kosuke Takeuchi, Kosuke Inoue, Toshiyuki Hayase

Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2007年12月14日
Three-Dimensional Flow Simulation Around a Deformed Red Blood Cell Moving on a Flat Plate 国際会議

Yuki Okuyama, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto

Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2007年12月14日
Friction Characteristics of Red Blood Cells Under Physiological Temperature Condition Measured with an Inclined Centrifuge Microscope 国際会議

Tomomi Haganuma, Toshiyuki Hayase, Kosuke Inoue, Motohiro Takeda

Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2007年12月14日
Numerical Simulation of Blood Flow in Left Atrium Modeled with Magnetic Resonance Imaging 国際会議

Yusuke Kanke, Toshiyuki Hayase, Tomoyuki Yambe, Muneichi Shibata, Yasuyuki Shiraishi

Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and Fourth International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2007年12月14日
超音波計測融合シミュレーションによる血流解析（教育講演）

早瀬敏幸

第17回日本シミュレーション外科学会　2007年10月20日
Integration of Measurement and Simulation in Complex Blood Flow Researches in Super-Real-Time Medical Engineering Laboratory 国際会議

Proceedings of 3rd International Conference on Flow Dynamics　2006年11月
Blood Flow Simulation Coupled with Ultrasonic Measurement 国際会議

Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto

The 1st Japan Korea Student Workshop　2006年11月
大動脈瘤内血流の超音波計測融合シミュレーション

EnSightフォーラム　2006年10月
Ultrasonic-measurement-integrated simulation of blood flows 国際会議

3rd International Intracranial Stent Meeting　2006年9月
計測融合シミュレーションによる流れ解析と医療への応用

第２回REDEEMシンポジウム医療工学の最前線　2006年8月
傾斜遠心力場の血漿中でガラス板および内皮細胞上を移動する赤血球の摩擦特性

早瀬敏幸, 神取孝司, 芳賀沼智美, 井上浩介

第29回日本バイオレオロジー学会年会　2006年6月
計測と計算の融合による流れの実現象のリアルタイム再現技術

JSAEシンポジウム　2006年3月8日
Transdisciplinary Methodology Integrating Measurement and Simulation in Application of Complex Biomedical Flows 国際会議

Toshiyuki HAYASE, Kenichi FUNAMOTO, Takayuki YAMAGATA, Lei LIU, Atsushi SHIRAI, Makoto OHTA, Kosuke INOUE, Yoshifumi SAIJO, Tomoyuki YAMBE

Fifth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2005)　2005年12月8日
血球摩擦特性の計測と数値シミュレーションの融合による毛細血管内血流の解明

第9回オーガナイズド混相流フォーラム　2005年10月17日
計測とシミュレーションの融合による流れの実現象の再現

応用数理学会年会　2005年9月25日
REPRODUCTION OF EXACT TURBULENT FLOW STRUCTURE USING MEASUREMENT-INTEGRATED SIMULATION 国際会議

T. Hayase, K. Imagawa

Eighth U.S. National Congress on Computational Mechanics, USNCCM8　2005年7月24日

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産業財産権 4

血圧推定装置、情報処理装置、血圧推定方法、及び、血圧推定プログラム

早瀬敏幸

産業財産権の種類: 特許権
血圧計用カフ

早瀬敏幸, 臼田孝史

産業財産権の種類: 特許権
血流可視化診断装置

早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦, 山家智之, 西條芳文

特許第4269623号

産業財産権の種類: 特許権
単箱式接線流羽根車式計量装置

早瀬敏幸

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 34

スマートテキスタイルの創製とヘルスケア衣環境への実用展開に関する研究

細谷聡, 早瀬敏幸, 児山祥平, 坂口明男, 藤本圭作, 石澤広明

2017年5月31日～ 2022年3月31日
核磁気共鳴画像計測融合血流シミュレーションによる血管内皮細胞のはく離予測競争的資金

早瀬敏幸, 下山幸治

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

2018年4月～ 2021年3月

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動脈硬化や動脈瘤などの血管病変の発症の引き金になる血管表面の内皮細胞のはく離の機序は未だ十分に理解されていない。本研究は、内皮細胞のはく離を引き起こす血管表面近傍の血流の流体力学的作用を明らかにすることにより内皮細胞はく離予測のための知見を得ることを目的とした。動脈瘤などの循環器系疾患の好発部位である大動脈を対象として、核磁気共鳴画像計測融合血流シミュレーションにより血管壁近傍の詳細な流れ場を明らかにするとともに、内皮細胞はく離実験により血管壁近傍の流れ場が内皮細胞のはく離に与える影響を明らかにし、両結果を比較することにより血行力学パラメータと内皮細胞はく離の関係を明らかにした。
熱的健康被害リスク評価のための人体シミュレーションモデルの高度化

後藤伴延, 早瀬敏幸, 西條芳文, 長谷川兼一, 高木理恵

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 (B)

研究機関：Tohoku University

2016年4月1日～ 2019年3月31日

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体温だけでなく血圧・血流量も予測可能な新たな人体モデルの構築を目指して，実験およびフィールド調査によるリファレンスデータの収集，人体モデルを構成するサブモデルの開発を行った。実験では， 6つの定常条件下と2つの非定常条件下における詳細な生理量データを取得し，フィールド調査では，冬季の日常生活下における曝露温度や血圧などの変化についてデータを取得した。サブモデル開発としては，熱回路網モデルと循環系モデルの改良を行い，それぞれの実用可能性を確認した。また，生理モデルの検討も行い，発汗・血圧・血流量の調節に関する暫定的なモデルを作成した。
実験計算融合解析による血管壁近傍血流場が内皮細胞損傷に与える流体力学的影響の解明

早瀬敏幸, 西條芳文, 下山幸治

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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血管表面の内皮細胞の損傷は、動脈硬化や動脈瘤などの血管病変の発症の引き金になることが指摘されているが、その機序は未だ十分に理解されていない。本研究は、超音波計測と数値計算の融合解析手法を用いて、内皮細胞を培養した実験流路内に血管疾患の好発部位である頸動脈の血管壁近傍流れ場と圧力場を再現し、内皮細胞の損傷実験と超音波計測融合血流解析を行って、これまで未知であった生体内の血流場が内皮細胞損傷に与える影響を解明するための研究を行って、多くの知見を得た。本研究で得られた成果は、血管疾患の発症に対する内皮細胞近傍場の流体力学的寄与の正確な理解に基づく診断法の確立に貢献するものである。
計算法科学データ分析可視化統合環境の開発

藤代一成, 清木康, 茅暁陽, 竹島由里子, 早瀬敏幸, 安達登, 猩々英紀, 豊浦正広, 王雲海

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：Keio University

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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本研究では，計算法科学データ分析可視化統合環境を開発した．まず，解剖タスクを標準化するために，法科学オントロジーを定義した．次にこのオントロジーに基づいて，専用の法科学マークアップ言語LMMLを設計し，そのオーサリングツールとブラウザを開発した．この環境を利用して，個別3次元人体モデルの自動生成や生体内外統合血流シミュレーションや可視化を実行することができる．これにより，複雑な証拠データ間の相互関係を明らかにする分析可視化が実行できるようになった．
傾斜遠心力場における赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明

早瀬敏幸, 井上浩介, 宮内優

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

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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本研究の目的は、これまで未知であった毛細血管内を流動する赤血球と内皮細胞との力学的相互作用を解明することである。そのための研究の新しいアプローチとして、申請者が独自に開発した傾斜遠心顕微鏡内の赤血球と内皮細胞を対象とした数値解析を行う。単純化された力学条件下で毛細血管内の相互作用を模擬し、赤血球の変形と流動特性、内皮表面層の変形挙動と内皮細胞への力学的影響を明らかにする。解析の妥当性は、赤血球の摩擦特性を実験結果と比較することで検証する。毛細血管内の赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明は、内皮細胞の損傷に起因する循環器系疾患の機序の解明や新しい治療法の開発に大きく貢献するものである。
数値流体解析に基づく脳動脈瘤壁性状診断、破裂リスク予知と、治療への応用

新妻邦泰, 杉山慎一郎, 中川敦寛, 早瀬敏幸, 太田信, 船本健一, 荒船龍彦, 鷲尾俊克

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 Young Scientists (A)

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2016年3月31日

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本研究の目的は、数値流体力学的解析結果を含む大規模脳動脈瘤データベースを構築し、これにデータマイニング手法を適用し、動脈瘤壁の性状や破裂リスクを算定することである。3年間の研究でデータベース登録を進め、当初予定していたものよりも多い500例規模のものが完成した。本データベースを用いて、動脈瘤の黄色調で固い壁の部位を数値流体力学から予測しうることを報告した。また、特定の脳底動脈瘤を対象に、破裂と血行動態の関連（論文投稿中）や、コイル塞栓術後の再発と血行動態の関連（論文投稿中）などの知見も得られた。データマイニング手法を適用した解析と動脈瘤の血行評価を行う外来システムは解析中・構築検討中である。
超音波計測融合シミュレーションによる血管分岐部流動の時空間変動特性解析

早瀬敏幸, 大林茂, 西條芳文

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

2012年4月1日～ 2015年3月31日

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動脈硬化や動脈瘤などの血管病変の発症や進展と血流の流体力学的作用が強い関連をもつことが古くから指摘されているが、血管疾患を支配する流体力学的パラメータは未だ十分に理解されていない。本研究は、血管疾患の好発部位である頸動脈分岐部を対象として、これまで計測例のない血管壁のせん断応力と圧力の時空間変動特性を、超音波計測融合シミュレーションにより明らかにするとともに、これらの時空間変動特性と血管疾患との関係や、血流場の非定常特性における脈波の進行波と後退波の寄与を明らかにした。これらの成果は、血管疾患に対する流体力学的寄与の正確な理解に基づく診断法の確立への貢献が期待される。
超音波計測融合血流解析システムによる動脈硬化の超早期診断法の確立

早瀬敏幸

2013年～ 2013年

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2次元超音波計測融合血流解析システムにより、健常または疾患を有する任意の頚動脈の超音波カラードプラ計測データに基づく血流解析を可能にし、得られる血行力学パラメータに基づく動脈硬化の超早期診断法を確立することを目的に研究を実施した。動脈硬化が進行して狭窄や蛇行を有する血管についても血流解析を行うことが可能になり、システムの汎用性が向上した。また、本血流解析システムにより得られる血流動態や血行力学パラメータと医師による臨床所見とを比較した結果、血管の状態により内部の血流の速度変化と分布が異なることで壁せん断応力分布に差異が生じ、本システムにより動脈硬化を検出できる可能性が確認された。今後、開発した血流解析機能を実際の超音波診断装置内に搭載することにより臨床応用へと展開する。
高周波数超音波を用いたソノサイトメトリーの開発

西條芳文, 金井浩, 早瀬敏幸

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 Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2011年～ 2012年

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流体中に分散させた微粒子を細い流路内に流し、高速CCDカメラで観察するとともに、120MHzの高周波数超音波を照射し、その反射スペクトルの形状をニューラルネットワークの手法で解析した。微粒子の大きさや内部構造の複雑さの解析が可能であり、将来的に生体内の血流・リンパ流を応用した生体内ソノサイトメトリーの実現が期待される。
流れ負荷と傾斜遠心力負荷による異なる力学刺激に対する内皮細胞の応答特性の解明

早瀬敏幸, 井上浩介, 押部峻

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

2011年～ 2012年

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血管内の血流に対する内皮細胞の応答機構の解明は、循環器系疾患の発生や進展の機序の解明、新しい治療法や予防法の開発に重要である。本研究は、血流による力学刺激に対する血管内皮細胞の応答機構を解明するための新しい実験方法を提案した。遠心力負荷実験装置により、遠心力負荷を与えた実験結果と、従来の流れ負荷実験を比較することにより、細胞内の力学刺激の検知部位について知見を得た。
協調的可視化ライフサイクル管理ミドルウェアの開発

藤代一成, 早瀬敏幸, 竹島由里子, 高橋成雄, 高山毅

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 (B)

研究機関：Keio University

2010年～ 2012年

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本研究プロジェクトでは,可視化オントロジーを定義することにより,既存の可視化ワークフローを分類し,ケースリポジトリを介してユーザの要求に合致する可視化技法を推奨し,対応ワークフローを半自動的に実行する可視化支援機構を実現する.そして,微分位相解析に基づく可視化パラメタ値自動選択と階層的出自制御の機構を組み合わせ,総合的にスケーラブルなワークフローのバージョニングと知見獲得プロセスの追跡・再利用を可能にする協調的可視化ライフサイクル管理ミドルウェアVIDELICETを開発する.さらに,各種の最先端流動解析事例への応用を通じて,その効果を実証する。
ナノバブルと超音波を用いた実時間リンパ節転移早期がん確定診断法の開発

小玉哲也, 早瀬敏幸, 小野栄夫

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 Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2009年～ 2011年

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本研究では, ナノバブルと超音波を用いた実時間血管構築法によって, 直径1cm以下のリンパ節転移に対する早期がん確定診断法の開発を目的にする. まず, バブルの輝度情報にもとづく血管抽出アルゴリズム, color difference based on standard deviation (CDSD)法を確立した. つぎに, ナノバブルと高周波超音波, およびCDSD)法を併用し, リンパ節転移モデルに適用したところ, 本方手法は, リンパ節転移の早期診断だけでなく, 治療効果の評価にも有効であることが示された.
脳実質内薬物送達システムの開発

冨永悌二, 早瀬敏幸, 芳賀洋一

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

2009年～ 2011年

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中枢神経疾患の治療として脳実質内への有効な薬剤投与法の確立をテーマに実施した。当科で注目して研究を進めてきたConvection-enhanced delivery(CED)法を基盤とし、投薬後の薬剤分布を予想するシュミレーションシステムの開発と独自の新規注入システムの開発を目指した。まず、画像モニタリング下薬剤投与システムの構築を行い、MRI造影剤を抗癌剤に混入することでMRIガイド下の投薬を可能とした。続いて、薬剤分布をシュミレーションするシステムの構築を進め、特に脳幹部への投薬をシュミレーションするシステムを構築した。一方でCEDによる薬剤分布をさらに効率良いものとする新規薬剤注入デバイスの開発も行った。
超音波計測連成解析による超高精度生体機能計測システム

早瀬敏幸

2006年～ 2011年

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小動物を用いた心臓循環器系の先端研究において、超音波計測結果とスーパーコンピュータ解析結果の差異を計算にフィードバックする新たな計測連成解析手法を開発し、循環器系疾患の機序や治療法の解明に不可欠な血流の3次元構造や壁せん断応力などの血流情報の精度を飛躍的に向上させます。本計測技術開発により、循環系や癌の先端研究が大いに進展することが期待されます。
計測融合連成解析による生体内血流場の経時的挙動の解明

早瀬敏幸, 白井敦, 太田信

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

2007年～ 2009年

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本研究課題は、生体内の血管内部の条件が未知の場合でも、医療用超音波診断装置の計測結果をコンピュータシミュレーションにフィードバックすることにより、生体内の血管や血流の状態を正確に再現する手法を構築して、生体内の経時変化を解明し、循環器系疾患の発生メカニズムや治療法の解明に貢献することを目標として実施した。本研究により、動脈硬化や血管狭窄などを予測できる新たな診断指標が明らかとなり、循環器系疾患の経時変化を正確に評価できる可能性が示された。
大規模高次多変量時系列データの位相解析と高度可視化

藤代一成, 竹島由里子, 高橋成雄, 早瀬敏幸

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 (B)

研究機関：Tohoku University

2006年～ 2008年

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3次元の数値シミュレーションや計測等から得られるボリュームデータの特徴的な構造や挙動に関する知見を効果的に獲得するために, 微分位相幾何学的解析によって目的の3次元スカラ場の位相骨格を捉え, その情報に基づいて高度なボリューム可視化を実現するツール群を発展させ, 大規模高次多変量時系列ボリュームを対象とする視覚的データマイニングにより, ハイブリッド風洞や後方乱気流をはじめとする, さまざまな流動現象の複雑動態を効果的に解析する環境を開発した.
ナノバブルを用いたリアルタイム分子導入法の開発と腫瘍血管新生抑制治療への応用

小玉哲也, 小野栄夫, 早瀬敏幸, 藤川重雄

2006年～ 2007年

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本研究は、EPR効果で固形腫瘍内の血管を流れ、漏出・滞留するナノバブルを超音波で破壊し、このとき発生するキャビテーション気泡の衝撃圧で血管壁周辺組織に治療性分子を導入し、「血管新生の抑制を目指す実時間超音波分子導入システムの開発」と「がん遺伝子治療」への応用を検証することを目的とする。本年度では脂質二重膜からで構成されたナノバブルに、ガスと液体を封入し、脂質二重膜には抗体を組み入れることが可能な、ナノサイズの音響性リポゾームを開発することに成功した。これにより、EPR効果で腫瘍新生血管から漏出・滞留するナノバブルを破壊することで封入された薬剤を局所的に血管壁近傍に導入することが可能な分子導入システムを開発した。またバブルの集積の輝度値で超音波を照射することが可能なトリガーシステムを開発し、当初予定していたスーパーコンピュータを介在させた分子デリバリーシステムが可能なった。バブルの移動軌跡は超音波画像として認識されるので、この移動軌跡を抽出することで二次元および三次元の血管構造を抽出することが可能になった。上記の血管壁への分子導入システムと血管構造抽出システムを併用することで、診断と治療が可能なリアルタイムな分子導入システムを構築することができた。
プラズマ流動システムのマルチスケール統合化による最適制御

西山秀哉, 早瀬敏幸, 佐藤岳彦, 徳増崇, 高奈秀匡

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

2005年～ 2007年

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本研究では、機能性流体である「プラズマ流動システム」について、プラズマ流体とマクロスケールの壁面や界面及びナノ・マイクロスケール粒子やラジカル活性種との時空間ナノからマクロスケールまでの「マルチスケール干渉」に特化した「マルチスケール制御法」や「計算と実験との統合手法」に特化した「マルチスケール統合解法」により、プラズマ流動システム解析を行った。得られた結果を要約すると、以下のようになる。 1.非熱高速成膜プロセスの高度化や先進歯科虫歯治療を目的として、微小空間でのナノ・マイクロ粒子高速熱流動モデル、皮膜形成モデルを統合し、衝撃波との複雑干渉を考慮した全プロセスモデルを構築した。実時間数値実験により、微小空間で衝撃波発生下でもナノ・マイクロ粒子が静電加速し、ナノ粒子の輸送や皮膜形成制御に静電効果が有効であることを示した。また、基板にキャビティーがある場合のキャビティー内の流動場と粒子堆積機構を数値実験とコールドスプレー実験により明らかにした。 2.内燃機関の希薄燃焼促進や表面改質、漂白や滅菌応用を目的として、数十から数百W程度の消費電力で酵素及び窒素ラジカルを発生する小型パルスアーク放電トーチ及びオゾンを発生する誘電体バリア放電トーチを開発し、4件の特許出願をした。種々のラジカル濃度への印加電圧や周波数の影響も明らかにした。また、電子衝突や熱解離を考慮した簡素化した熱流体反応モデルを構築し、実験とも比較しながらオゾン、酸素ラジカル、NOx濃度の経時変化を明らかにし、特に自動車プラズマ先進技術へ貢献した。 3.プラズマ流動システムとして、ガス遮断器の小型化及びアーク溶融プロセスの最適化を目的として、実機の形状や作動条件を考慮したリアルタイム仮想実験を行った。ガス遮断器では、排気筒内に最適な粗さ処理をすることにより、数十ms程度の短時間で排熱ガスの冷却性能向上により産業界ヘガス遮断器小型化の可能性を示した。また、アーク溶融プロセスでは、アーク流と衝突干渉する溶融界面の表面張力や固液共存相を考慮することにより、作動条件や電極形状の溶融プロセスへの影響を明らかにし、溶融構造が実験値とよく一致した。本研究は、溶接学会より受賞した。
計測融合シミュレーションの理論的枠組みの構築

早瀬敏幸

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

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

研究機関：Tohoku University

2005年～ 2006年

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実現象の流れの数値シミュレーションと計測結果との誤差をシミュレーションに適切にフィードバックすることにより、シミュレーションの解析精度と計算速度が飛躍的に向上する。この計測融合シミュレーションは、計測と数値シミュレーション両手法の長所を兼ね備えた第3の研究手法として期待されている。これまで正方形管路内の乱流、一様流中におかれた角柱後流のカルマン渦列、大動脈内の血流の計測融合シミュレーションで、非定常流れの変動成分も含めた実現象の流れ場の再現が可能であることが示されている。しかしながら、流れの普遍的な解析手法として計測融合シミュレーションを用いるためには、その一般理論の構築が不可欠である。本研究は、非圧縮粘性流体を対象として、計測融合シミュレーションの一般的な定式化を行って、その収束性解析および誤差解析のための理論的枠組みを与えるとともに、数値実験により本理論の妥当性を検証することを目的として行った。本研究計画は、計測融合シミュレーションの一般理論の構築と、数値実験による検証の2つの研究項目よりなる。平成18年度に実施した研究は以下のとおりである。計測融合シミュレーションの実用問題への適用に関する検討を行った。臨床現場での血流計測に広く用いられている超音波診断装置では、血流速度の超音波ビーム方向の血流速度成分の血管断面内分布がリアルタイムで得られる。体循環系の血流を模擬できる実験装置を用いて超音波計測による計測を行って実験データを得た。超音波計測データを基に、従来の計測では得られない、血管内の三次元血流構造や圧力分布などを計測融合シミュレーションで高精度に再現するための最適フィードバック則を本理論に基づき決定するための検討を行い、本手法の有効性に関する知見を数値実験と実験の両面から得た。前年度に検討した線形フィードバック則の有効性を具体的な問題に適用し、その有効性を確認するための数値実験を行い、有用な知見を得た。
サイレント超音速飛行実現のための実験・計算融合研究

大林茂, 早瀬敏幸, 佐宗章弘, 齋藤務, 中橋和博, 松島紀佐

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

2003年～ 2006年

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本研究のタイトルに含まれるサイレント(静粛)超音速という言葉は、その後の米国航空宇宙局(NASA)や我が国の宇宙航空研究開発機構(JAXA)のプロジェクト名に利用されており、この研究のインパクトが裏付けられている。本研究の2年目には、東北大学21世紀COEプログラム「流動ダイナミクス国際研究教育拠点」で招聘した楠瀬博士の協力も得て、超音速複葉翼理論を提案した。この理論は、古典的なブーゼマン翼の概念を応用して2枚の翼を用いて衝撃波を干渉させることで、造波抵抗を低減しつつソニックブームを根本的に削減することを目指しており、大型の超音速旅客機(SST)にも応用可能な革新的空力形状のコンセプトである。超音速複葉翼理論は、1930年代のブーゼマンに始まり、1950年代頃までは米国でも風洞試験が行われるなど、一定の興味がもたれてきた。しかし、1960年代にはコンコルドの実用化の気運が高まる中、国家プロジェクトとしてSSTの空力コンセプトがデルタ翼に固定され、次第に顧みられなくなった。本研究で確立された超音速複葉翼理論は、温故知新と実験・数値流体力学による新しい設計技術の組み合わせで、新しい学術的可能性を探ったきわめて独創的な研究成果である。数値流体力学(CFD)を用いた設計技術の面でも、本研究を通じ、単なる最適設計を越えて、設計空間の構造化と可視化を行い設計知識を獲得する「設計探査」(Design Exploration)という概念を提唱、SSTのみならず、NEDO「環境適応型高性能小型航空機研究開発」プロジェクトをはじめ、自動車・家電など他の産業分野へも応用が進んでいる。実験面でも、自由飛行試験によるN波計測の成功、複葉翼まわりの流れの可視化と翼間流れのチョーク現象とヒステリシスの確認など、特筆すべき成果を上げ、計算と実験を通じて複葉翼理論を確立することができた。
プラズマ流体システムの融合化による多元ナノ制御

西山秀哉, 早瀬敏幸, 佐藤岳彦, 高奈秀匡

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 (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

2003年～ 2004年

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本研究では、プラズマ流体とマイクロ・ナノ粒子およびラジカルとの混相化、また、プラズマ流体システムの複雑干渉を考慮し、さらには、光センサー、圧力センサー、コントローラと融合化した「プラズマ流体融合システム」を構築した。得られた結果を要約すると、以下のようになる。 1.DCアシスト高周波誘導プラズマシステムを構築し、シースガスおよびキャリアガス流量比の制御や旋回流の有無、反応性ガスの注入位置によるプラズマ流の安定発生域、投入電力、反応ガス注入量およびプラズマの伸長を実験的に明らかにし、本システムの利点を示した。また、作動圧による注入した粒子軌跡やコイル部での流動構造、粒子速度や粒子温度を明らかにし、多元的な制御のための重要因子を提供した。 2.DC-RFハイブリッドプラズマ流動システムを用いた光触媒用酸化チタンナノ粒子創製プロセスを統計的手法による多入力-多目的最適化設計に基づき、特に入口流量やクウェンチガスの複雑干渉流動場を操作量にすることにより、ナノ粒径分布や結晶構造が制御可能なことを実験的に明らかにした。 3.反応性プラズマ溶射を想定して、基板に衝突するアルゴン・窒素混合プラズマジェットを安定化させるための多元制御システムを開発した。作動圧力と外部磁場を操作量とし、プラズマジェットからの放射光をセンシングすることにより、基板近傍でラジカルからの特定波長の放射強度の定値制御やジェット中心軸および幅の変動強度の抑制に成功した。 4.アルカリ蒸気をシードした高周波誘導乱流プラズマ流中のマイクロ粒子の溶融、蒸発の相変化や粒径減少へのシード効果、周波数や乱流効果を数値シミュレーションにより明らかにし、マイクロ粒子プラズマプロセスの制御性能を示した。 5.高周波誘導プラズマによるナノ粒子創製プロセスに凝縮・核生成の現実強化モデルを導入し、数値シミュレーションにより、特にクウェンチガス流量、印加周波数、DCジェット付加により金属ナノ粒子径分布が制御可能であることを明らかにした。
個体をベースとした生物多様性のためのデータベースシステムの開発および構築と運用

河田雅圭, 粕谷英一, 早瀬敏幸, 横山潤, 平山義治, 三中信宏, 平山善治

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 (B)

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2003年

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我々は、生物多様性を登録するための新たなシステム,NoCodeを提唱し、それに基づき、データベースシステムを構築している、データベースシステムの改良、および新たな機能の追加を行い、Nocode Database ver 0.2を構築し、試用運行の段階まで到達した。これまでの多様性データベースは種をベースとして登録、記録が行われるために、生態学進化生物学、保全生物学的な解析には適していない。そこで、本データベースは属性を原初概念とする計算法による個体データベースを実現したものである。本システムは、発展リレーショナルモデルをもとに設計開発を行った。本データベースの特徴は、登録は個体単位で行われ、個体の特性をレコードとして随時追加、登録できる。また、個体を登録するにあたり、登録すべき特性を検索、また追加などが可能である。昨年度からシステムの改良を行い、現在、ログイン、ユーザー管理機能、メニュー、フォーム管理、フォームの編集、フォームを用いた新規個体データの追加、フォームを用いた個体データの検索、個体データの編集を行えるように開発した。また、本システムの試用運行のために、陸産巻き貝とマルハナバチをモデルにデータベースの試用入力を行った。このシステムによって、生物の登録を個体ベースで柔軟に行うことが可能になり、個体の特性による検索などが可能になり分類名にこだわらない検索をすることができる。また、位置データをGISなどと連動させることにより、生物保全に役立てることができると期待できる.
プラズマ流体システムの超機能化による多元制御

西山秀哉, ラマチャンドランカンダサミ, 佐藤岳彦, 早瀬敏幸

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 (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

2001年～ 2002年

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本研究では、機能性流体であるプラズマ流にラジカル活性気体やアルカリ金属蒸気との混合化および外部磁場印加による電磁流体効果を付与することにより超機能化を図り、プラズマ流に微粒子や光・温度センサーを組み込んだ多元制御システムを構築した。得られた結果を要約すると、以下のようになる。 1.プラズマジェットに関して、制御量を放射光、プラズマパラメータ、熱流力学特性、操作量を放電電流および外部磁場とした知的多元制御システムを構築した。これにより、流入流量が周期的及びステップ状に変動した場合に、放射光の定値制御と放射光を用いてプラズマジェットの軸位置や幅の外部磁場による動態制御性能を実験的に明らかにした。 2.高周波誘導プラズマにカリウム蒸気をシードした場合の数理モデリングを行い、プラズマの高温域の形状や位置の周波数制御により、注入した種々の金属微粒子の溶融および蒸発促進、また、シード率、周波数による超機能化粒子プロセスの制御性能を数値シミュレーションにより明らかにした。 3.金属やセラミック微粒子の注入から皮膜形成までのプラズマ溶射システム、アーク-電極システム、また、アーク灰溶融システムのプロセス効率や寿命評価のためにプラズマと微粒子、電極、溶融界面との複雑干渉や相変化等を考慮したプラズマ流体システムモデルを構築した。スーパーコンピュータを用いた仮想実験によりプロセス効率や寿命への重要制御因子を明らかにし、プラズマプロセスの最適化を可能とした。 4.プラズマジェットにキャリアガスや高濃度の微粒子や液滴を注入した場合に、二相間の複雑強干渉、溶融・蒸発の相変化や物性値変化、圧縮性効果や複雑流路形状、三次元効果を考慮した数理モデリングと数値シミュレーションによりプラズマ流の熱流動場や微粒子特性への高周波電磁場、注入粒子負荷、粒子材質の影響を明らかにした。 5.DC-RFハイブリッドプラズマシステムを構築し、シースガスおよびキャリアガスの流量比制御によるプラズマの伸長と温度の半径方向分布の一様化、さらには、PIVによりコイル部の渦流動構造を実験的に明らかにした。
毛細血管内におけるがん細胞流動の定量的な記述が可能なミクロ生体流動モデルの構築

早瀬敏幸, 白井敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

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

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2001年

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毛細血管内の血流は,観察的研究により定性的には理解されているが,ミクロンオーダーの流動であるため計測が困難で,定量的データはほとんど得られていない。一方,拡大モデルによる流体工学的実験では,計測は可能であるが,生体内のミクロ流動の状況を再現しているとは言い難い。生体内のミクロな血流の定量的理解は,がん細胞の転移の正確な予測などにおいて極めて重要である。これを可能とするために,ミクロな生体組織による生体工学的実験と,流体工学的モデル実験とを融合し,さらに計算機による数値シミュレーションを援用して,新たな解析手法を確立する。この研究は,ミクロな生体流動現象を定量的に理解する新たな学問分野としての「ミクロ生体流体工学」を体系化するための基礎を確立することを目的とする。初年度の赤血球を用いた実験を異なる条件下で行うとともに,対応する数値解析を行って,実験と数値解析の両面から,ミクロ生体流動モデルの構築を行った。実験装置には,前年度同様,現有の傾斜遠心顕微鏡(倍率1,000倍,回転数10,000rpm)を用いた。回転速度と試料の取り付け角度を変化させながら細胞を観察することにより,赤血球とガラス板間の摩擦特性を計測した。血管内の流動数値解析には,東北大学流体科学研究所のスーパーコンピュータ(現有,SGI社製ORIGIN2000,256CPU)を用いた。実験により得られた細胞間の摩擦特性を数値解析結果と比較することにより,ミクロ生体流動の数学モデルを得た。
プラズマ流体システムの複雑干渉系の知的な電磁場制御

西山秀哉, 佐藤岳彦, 早瀬敏幸

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 (B).

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1999年～ 2000年

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本研究では、高融点金属微粒子を分散させた微粒子プラズマ流や反応性気体を混合させた反応性プラズマ流のプラズマ流体システムに関して、プラズマと微粒子、あるいは、プラズマと反応性気体との複雑干渉系の知的な電磁場制御を目的として理論および実験的研究を行った。得られた結果を要約すると、以下のようになる。 1.管内、あるいは、複雑形状流路に噴射する金属微粒子を含む超音速プラズマジェットに関して、プラズマ流-電磁場-微粒子の複雑干渉系に対して精緻な数値モデルを用いた基礎式を構築した。ついで、数値シミュレーションによりプラズマの熱流動場および粒子特性への高周波電磁場の有無、粒子材質、粒径、注入速度、注入位置、ノズル角の影響を明らかにした。 2.(1)を発展させて、金属微粒子注入から皮膜形成までの仮想的なプラズマ溶射プロセスの最適化を数値シミュレーションで検討した。これにより、溶射プロセスの重要制御因子や成膜安定形成条件等の知見が得られ、統合数値モデルの実用性および汎用性の高い可能性を示した。 3.非平衡高周波誘導プラズマ流に反応性気体を混合した場合、ガスの種類、注入位置や注入流量による温度場、濃度場、光場およびプラズマ面積の変化を実験的に明らかにした。さらには、多成分モデルを用いた。数値シミュレーションにより、注入位置や注入流量による熱流動場と数密度場の変化も明らかにした。同様に、磁気ダクト内の非平衡混合プラズマジェットに関して、二温度モデルを用いた数値シミュレーションにより熱流動特性とプラズマパラメータを明らかにした。 4.プラズマ溶射装置において、基板衝突直前の粒子速度や粒子温度をセンシングし、放電条件やガス流量、粒子径や粒子導入条件を制御するプラズマ流体システムの概念を提唱した。現有の磁場制御式高機能プラズマジェット装置にプラズマ放射光をセンシングして放電電流、あるいは、磁場で制御可能なフィールドバックシステムを構築した。放電電流による制御は、応答性が良く制御量が大きく、磁場制御は高精度で、減衰特性が良好であることが実験により明らかにされた。
スーパーコンピュータと実験風洞を統合したハイブリッド風洞システムの開発

早瀬敏幸, 井小萩利明, 小濱泰昭, 林叡, 福西祐, 高木敏行

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

1999年～ 2000年

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本研究は,従来,数値実験と風洞実験を独立に行った場合には解析が困難であった複雑な流れ場に対する問題解決の手段を確立するため,数値実験と風洞実験を統合したハイブリッド風洞システムを開発するとともに,その有効性を検証することを目的として行われた。最初に小型の風洞実験装置を製作し,これを東北大学流体科学研究所未来流体情報創造センターのスカラー型並列計算機システムと毎秒1ギガビットの転送速度を持つ高速ネットワークにより結合した。ハイブリッド風洞の有効性を検証するために,基本的な流れ場である一様流中に置かれた角柱後流に発生するカルマン渦列を含む流れ場を対象として検討を行った。圧力変換器により計測した角柱表面上の圧力信号をスーパーコンピュータに送り,リアルタイムで流れ場を計算した後,再びデータ処理用のワークステーションに転送し,実際の流れ場の任意の状態量をディスプレイ上に表示するシステムを構築した。実測データのフィードバックにより数値解析結果が実際の流れ場へ収束し得ることを,まず数値シミュレーションを行って確認し,さらに実機による検証をオフライン実験で行った。引き続き,これらの基礎的知見に基づきハイブリッド風洞システムの最適化を行った。すなわち角柱の二つの側壁の圧力をフィードバックすることにより,非定常な流れ場の構造をハイブリッド風洞を用いて解析することが可能となることを明らかにした。またリアルタイム処理の実現のため,数値計算コードの並列化による数値計算の高速化を行った。また,応用として生体内の血流の制御や,流れ場のフィードバック制御による輸送機器の抵抗低減の問題について検討を行い,ハイブリッド風洞による解析の可能性についての知見を得た。
数値計算と実験計測を融合した流れの解析手法の創成

早瀬敏幸, 林叡

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

1998年～ 1999年

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流れの解析手法としては、数値計算と実験計測が代表的であるが、数値計算では流れ場全体の構造が理解できる利点を持つものの、計算結果が数学モデルに依存するため解の精度の評価が困難で、また、工学的に重要な複雑な流れ場の解析には、現在の最高性能の計算機を用いても十分とは言い難いなどの欠点がある。一方、実験計測では解の精度の評価は比較的容易であるが、流れ場全体の情報を得ることは困難である。このため、数値計算と実験計測を融合した新しい流れ場の解析手法を創生し、これまで解析が困難であった複雑な流れ場の解析を可能とするための研究を行った。制御工学においてシステムの数学モデルと測定データから制御対象の状態量をリアルタイムに求めるオブザーバの概念を、流れの数値解析に応用することにより流れ場のオブザーバを構成した。すなわち、実験により得られた測定データと数値計算結果の差異を数値計算の境界条件あるいは外力項にフィードバックすることにより、数値計算結果を実際の流れ場に漸近的に収束させる。この流れ場のオブザーバの有効性を数値解析により検証するとともに、乱流場のフィードバック制御への応用について検討した。また、基礎となる数値解析手法の格子収束性の検討や、弾性管路と流れ場が相互干渉する複雑な流れ場への応用のための基礎的検討も行った。これらの検討の結果得られた知見は、生体内や化学反応を伴う流れなど、正確な数学モデルが存在せず実験も困難な流れ場に対して新たな解析手法を構築する際の設計指針を与えるものと期待される。
インテリジェント材料を用いたマイクロシステム

谷順二, KOHL M., HAGENA O., 早瀬敏幸, 高木敏行, 林叡, GEBHARD U., BACHER W., MENZ W., 裘進浩, WALLRABE U., 古屋泰文

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 international Scientific Research

研究機関：Tohoku University

1995年～ 1997年

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本研究は、生体の血管中あるいはパワープラント等の微小細管中での自律的な移動や作業が可能なマイクロシステム、特にマイクロアクチュエータについての基本的構造、その特性について検討することを目的とする。また、圧電フィルム、形状記憶合金、電気粘性流体、磁性流体等のいわゆる電磁機能材料をマイクロシステムに応用することで、セルフセンシング、セルフアクチュエータ機能を有するいわゆるインテリジェントマイクロシステムについて理論・実験の両面からその可能性を検討した。平成9年度の成果は以下のようにまとめられる。 (1)層流比例形純流体素子の応用としてインテリジェントアクチュエータとしてのマイクロフルイディクスで重要な役割を果たす微小圧力調整装置の提案を行い、その特性を検討した。 (2)マイクロフルイディクスの流動場制御への応用に関する研究を行った。毛細血管の血球の流動に関する数値シミュレーションを行い、マイクロフルイディクスを用いた生体内流動の制御に関する基礎的知見を得た。 (3)形状記憶合金を用いたマイクロバルブの調査研究を行うとともに、乱流場のフィードバック制御に適用する際の数値シミュレーションを行い最適設計に関する知見を得た。 (4)形状記憶合金(SMA)マイクロアクチュエータを光学システムの光軸合せに応用する共同研究などを行った。SMAアクチュエータにより光波長レベルの精密微調整が行え、光システムの小型化に有効であることを示した。 (5)新しい形状記憶合金であるNi_2MnGaについて研究を行い、マイクロアクチュエータへ応用するために、電磁・熱・機械的特性を評価した。
水圧駆動システムにおける回路圧安定化動吸振器に関する研究

林叡, 飯村或郎, 早瀬敏幸

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

1995年～ 1996年

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本研究は高水圧供給装置の安定化手法を求めることを目的とする.理論モデルは実機に即して,ポンプから一定流量がポンプ室に流入し,そこにポペット型安全弁と負荷絞りへの管路および動吸収器としてのアキュムレータが接続されている系を定式化した.基礎方程式を定常動作点近傍で線形化し,主要パラメータが各動作点の安定性に及ぼす影響等を,数値シミュレーションと実験により検討した. 弁リフト(変位)と供給圧力に関して安定限界線図を描くと,基本的には供給圧力の増加とともに安定性は劣化する.弁のダンパーは特に有効であり,減衰の大きさが十分であれば全圧力域で安定とすることができる.また,ある容積以上のポンプ室でも同様に全域安定となる.アキュムレータの付加により安定性は向上する.ポンプ室とアキュムレータとの接続管形状の影響は大きく,その直径および長さには最適値が存在する.これらの安定限界線は動作点の移動に従って複雑に変化するが,それは不安定特性根の種類(弁,負荷管路,アキュムレータ等による振動モード)が切り替わるためである.アキュムレータ気体室の予圧は高いほど系は安定であるが,ポンプの脈動除去には低い方が良好である.実験で求めた静特性,安定限界,および不安定時に弁と弁座の衝突などによって起こるカオス状波形はシミュレーション結果と定性的に一致し,理論モデルの妥当性が確かめられた. 以上により,水圧調製弁としての直動型ポペット弁回路の安定化とそのアクティブ制振,さらに水圧用バランスドピストン型リリ-フ弁の開発についての基礎的所見が得られた.
騒音発生のメカニズムとその防止対策に関する流体力学的研究

井上督, 坪田誠, 佐宗章弘, 早瀬敏幸

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 General Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1994年～ 1995年

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井上は、渦と渦の干渉によって発生する音及び渦と衝撃波の干渉によって発生する音を数値的に捕えるための高精度の計算コードを開発し、渦と渦が正面衝突する場合および渦と衝撃波が衝突或いは追い越しする場合の音の発生機構を種々のパラメータについて解析し、音の四重極性を明らかにすると共に、各パラメータの及ぼす音の強さ・音の伝播メカニズムを明らかにした。またヘリコプタ・ロータまわりの圧縮性流れを数値的に解明することにより、ヘリコプタ・ロータまわりに発生する渦輪状態及びオート・ロ-テーション状態を世界で初めて数値的に捕え、ヘリコプタ騒音解明のための大きな手がかりを得ることができた。早瀬は、管オリフィスおよびスプール弁を通過する非定常流の数値的解析を行い、管路内絞りを通過する乱流噴流中の渦の挙動と音圧との関連を明らかにした。また、情報機器の基本構成要素である回転するポリゴンミラー周囲の乱流場による流体関連振動や血管内流れの不安定振動を解析し、渦の挙動と音の発生との関連を明らかにした。佐宗は、新幹線騒音問題の解明のために自由飛行体発射装置を用いた実験を行ない、高速列車がトンネルに突入することによって発生する衝撃波とトンネル出口での騒音との関連を明らかにし、またその騒音を軽減するための有効な方策を見いだした。坪田は、極低温流中での騒音発生メカニズムを解明するために、管内を流れる超流動ヘリウムに熱的および音響的振動が加えられたときの複数の量子渦の相互作用および壁面効果を数値的に解析し、量子渦の相互干渉による音の発生機構に関する重要な知見を得た。上述の4名の研究者による個々の研究成果を相互に比較研究した結果、各研究者により取り扱われた流れ場は大きく異なるが、例えば渦と渦との干渉及び渦と衝撃波の干渉によって発生する騒音は四重極性を有すること、壁面や物体の存在する場合には二重極性を有する騒音も発生すること等、多くの共通点が見いだされ、騒音問題解決のために今後更に共同研究を発展させる必要性のあることが確認された。
流体制御系における非線形特性の積極的利用に関する研究

早瀬敏幸, 林叡

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

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

研究機関：Tohoku University

1994年～ 1995年

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本研究は,流体制御系のもつ非線形特性を積極的に制御に利用するための基礎的検討を行ったものである.2自由度の油圧マニピュレータと,4個のステッピングモータで駆動されるブリッジバルブより構成される油圧制御系を成対象とし,これにパーソナルコンピュータを加えて非線形制御理論に基づく制御系を構成した.まず,対象とした非線形流体制御系の基本的な特性を明らかにするため,系の数学モデルに基づくコンピュータシミュレーションを行った.系のパラメータと非線形特性の関係を明らかにするとともに,非線形制御理論の適用の効果についても検討を行った.さらに実験装置を製作し,数値シミュレーションの結果に基づき実験を行って,実機において良好な制御性能が得られることを確認した.本油圧制御マニピュレータは,制御入力として2つの自由度を有しているため,従来用いられている電気油圧式サーボ弁を用いた場合と比較して柔軟な制御が可能で,人間と共存する環境下で望まれるコンプライアンスの制御が容易に実現できることも明らかにした. また,本研究で対象とする流体制御システムにおいては,従来用いられてきた電磁弁の構造は必ずしも最適なものとはならないので,流体制御要素内部の流れ場の3次元・非定常流動数値解析に基づく最適化を行う必要がある.そのための基礎的検討として,基本的なスプール弁を対象として,2次元軸対称流れの条件下で非定常数値解析を行ってその動特性を明らかにした.流体制御系の制御性能に大きな影響を及ぼす非線形自励振動の問題に関しても実験および数値のシミュレーションの両面から検討した.
油圧制御弁の非線形挙動に関する研究

林叡, 飯村或郎, 早瀬敏幸

1994年～ 1994年

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油圧回路の圧力調整弁として多用されるポペット弁の非線形挙動を検討し,動作点が安定であっても大きな外乱が弁に加わると弁の非線形特性の影響によって,時として不安定振動が発生し(硬発振現象),この発振現象によってポペット弁回路の発振領域が著しく拡大することを示した. この回路の局所安定性(動作点の安定性)を検討した結果,弁モードと管路モードの不安定現象があることを明らかにし,前者は前開度が比較的大きい領域で,後者は弁リフトが比較的小さい領域で不安定になることを示した. この回路に発生する硬発振現象の発生機構は,弁リフトの大きな管路モードと弁リフトの小さな管路モードの場合では全く異なることを示し,弁開きの比較的大きな場合の硬発振現象が,弁静特性の非対称性に起因することを明らかにした. さらに,この種の弁では回路圧が弁の設定圧力より低い状態では,弁が弁座に着座した状態を安定に保つが,このような場合にも大きな外乱が弁に加わるとき不安定振動が発振し得ることを示し,この領域に発生する不安定振動が,時としてカオス的挙動を示すことを数値シミュレーション法によって明らかにした.弁回路に現れるカオス挙動は,いわゆる,ファイゲンバウム型のカオスで,供給圧力の増加とともに,周期倍分岐を繰り返しカオス領域に至ることを数値シミュレーションによって明らかにした. 弁のカオス挙動の数値解析に当たって,弁と弁座の衝突は不可避である.衝突点の計算精度が計算精度全体を左右するので,その適正な処理法である最適刻み細分化法を提案し,Runge-Kutta法の計算精度を損なわずに計算を遂行することに成功した.精度の良い数値シミュレーションが出来たのはこの計算法に負う所が大きい.これも本研究の成果である.
収束過程での流束の連続性が数値解析の安定性におよぼす影響について

早瀬敏幸

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 on Priority Areas

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Tohoku University

1993年～ 1993年

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平成5年度は,基本的な流れ場の1つである正方形管路内の乱流に関する数値解析を行なった.ただし従来の研究のように最終的な解を得ることのみを目的とするのではなく,境界面での流束の連続性と数値解析手法の安定性との関係について詳しく検討した.有限体積法に基づく反復計算の過程において,対流項の線形化手法によっては有限体積要素境界を通過する流束が不連続となり,その結果数値計算は不安定となる.収束過程での流束の連続性を数値解析手法の満たすべき基本的な条件として検討した結果,対流項を1次の風上法とその修正量の形で表現して線形化するという,従来より数値解法の安定化に有効であることが指摘されてはいるが,その物理的意味づけが明確ではなかった定式化が対流項の線形化の一般的な条件として得られた.この線形化の手法を用いて正方形管内の乱流の数値解析を行った.対流項の離散化には中心差分法と3次の風上差分であるQUICKスキームを用いて計算を行い,格子解像度の変化に対する収束性の比較を行った.従来の数値解析においては中心差分法は格子レイノルズ数の制約から粗い計算格子で解を得ることは困難であったが,本線形化手法により任意の格子で高レイノルズ数の解を得ることができるようになった.種々の格子解像度について系統的な計算を行った結果,中心差分法とQUICKスキームでは収束性に本質的な差異が存在することが明らかとなった. 上記の基本的な流れ場に対する検討に加えて,情報機器においてレーザービームの高速走査に多用される回転多角形ミラー周りの乱流場の数値解析,流体制御機器内の非定常流に関する数値解析も行って対象とした複雑な流れ場に関する知見を得た.

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担当経験のある科目(授業) 2

知的メカノシステム解析学　東北大学大学院工学研究科機械系
制御工学Ⅱ　東北大学工学部機械系学部専門科目

Works（作品等） 1

汎用3次元熱流体解析ソフトウエア ROTFLO2

早瀬敏幸, Joseph, A. C. Humphrey, Ralph Greif

1991年10月31日～

作品分類: コンピュータソフト

社会貢献活動 1

日本宇宙少年団仙台たなばた分団

2008年4月1日～ 2014年3月31日

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日本宇宙少年団仙台たなばた分団分団長として青少年の育成に協力している。

メディア報道 6

東北大学の新世紀計測と計算の融合が命を救う

東日本放送

2007年10月22日

メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組
シリーズ東北大学１００年物語世界唯一のスパコンで動脈瘤を解明へ

仙台放送

2006年6月26日

メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組
流れの圧力・速度リアルタイムに再現

日刊工業新聞

2005年3月16日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
ウオッチンミヤギ

東北放送

2005年1月25日

メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

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ハイブリッド風洞を用いたカルマン渦の計測融合シミュレーションが紹介された
非観血式血圧測定計精度向上の新技術

日刊工業新聞

2004年9月14日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
生体内の血流構造再現、超音波診断装置とスパコン融合、シミュレーション装置開発

日刊工業新聞

2003年6月10日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

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学術貢献活動 1

第3回高度流体情報に関する国際シンポジウム

2003年11月21日～ 2003年11月22日

学術貢献活動種別: 大会・シンポジウム等

その他 11

MR画像計測に基づく心臓・大動脈系の血流場の数値解析

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MR画像計測に基づく心臓・大動脈系の血流場の数値解析を行って動脈瘤などの循環器系疾患の発生機序を解明する。
傾斜遠心力場における平板上の赤血球挙動の数値解析

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傾斜遠心力場における平板上の赤血球の挙動を数値解析により解明する。
パルプ流れの計測融合シミュレーション

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パルプ流れの計測融合シミュレーションを行なう。
超音波計測連成解析による超高精度生体機能計測システム

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本研究開発は、小動物を用いた心臓循環器系の先端研究において、超音波計測結果とスーパーコンピュータ解析結果の差異を計算にフィードバックする新たな計測連成解析手法を開発し、循環器系疾患の機序や治療法の解明に不可欠な血流の３次元構造や壁せん断応力などの血流情報の精度を飛躍的に向上させる。本計測技術開発により、循環系や癌の先端研究が大いに進展することが期待される。
リンパの超音波計測融合シミュレーション

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リンパの流れを超音波計測融合シミュレーションで明らかにする
非定常流れ場のPIV計測融合シミュレーションと生体流動制御

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非定常流れ場のPIV計測融合シミュレーションと生体流動制御の研究を行なう。
がん細胞の摩擦特性

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傾斜遠心顕微鏡によりがん細胞の摩擦特性を明らかにする
超音波計測融合シミュレーション

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超音波計測と数値シミュレーションを融合し血流動態を解明する
流れ場の仮想計測と制御

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流れ場の仮想計測と制御に関する共同研究を行なう。
分岐管内流れの数値解析

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分岐管内流れの数値解析を行なう。
磁気マイクロマシン周りの流動数値解析

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数値解析により磁気マイクロマシンの最適設計を行った

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