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北洞 貴也 教授

[研究テーマ]
ターボ機械の流力性能の高効率化に関する研究

[主な担当科目]
3次元CAD、流体力学1、流体機械

[取得学位]
工学博士（論文）横浜国立大学　1996年3月
研究室ページ

専門・研究分野

流体機械、流体力学

研究テーマ

ターボ機械の流力性能の高効率化に関する研究
水力発電用水車等のターボ機械内部の流れをシミュレーションして、模型による実測結果と比較しながら機械と流体間のエネルギー変換効率の向上に役立てます。CO2を排出する火力発電に替わる、環境に優しい水力発電所が多くの河川に設置されることを目指しています。

研究キーワード

水力発電、性能予測、CFD、水力性能の高効率化、最適設計

SDGsとの関連

主な研究業績

＜論文＞
  1. 貫流水車に関する研究(続報、低落差への適用)、豊倉、金元、北洞、白石、(1987年、日本機械学会論文集(B編) 53巻491号、pp.2078-2084)
  2. 低落差貫流水車の性能向上への一寄与、北洞、豊倉、久保田、溝淵、（1990年2月、ターボ機械協会誌、18巻2号、pp.73-78）
  3. 吸出し管出口開水路内流れに関する研究、北洞、豊倉、山沢、久保田、鈴木、（1991年1月、日本機械学会論文集、B編、57巻533号pp.25-29）
  4. 斜流羽根車の入口逆流モデルと理論揚程および軸動力の予測法、黒川, 江, 北洞、（1993年1月、日本機械学会論文集 B編 59巻557号、pp.143-149）
  5. 吸込み管入口開水路内流れに関する研究　低水位時の空気吸い込み現象について、北洞, 黒川, 豊倉、（1993年6月、ターボ機械協会誌 21巻6号 pp.336‐342）
  6. 磁性流体軸シールの耐圧特性とポンプへの適用、北洞、黒川、宮副、林、（1994年9月,日本機械学会論文集　B編　60巻577号　pp.142-148）
  7. 低落差貫流水車のラジアルスラスト、北洞、黒川、豊倉、（1995年8月、日本機械学会論文集　B編　61巻588号　pp.3012-3017）
  8. フランシス水車およびポンプ水車の体積効率・機械効率および漏れ・軸スラストの挙動、黒川, 北洞、(1995年、ターボ機械協会誌 23巻4号、pp.185-193)
  9. ターボ機械の内部流れと定常・非定常特性 半径比の大きなベーンレスディフューザにおける特異な旋回失速、松井, 黒川, 簔, 広木, 北洞、（1995年、日本機械学会論文集 B編 61巻591号、pp.3842-3847）
  10. 斜流ポンプの全流量域における性能予測法の開発、黒川, 飯田, 江, 北洞、（1995年、ターボ機械 23巻2号、pp.64-71）
  11. 気液二相流サイクロンの気体分離性能に関する研究、大滝, 黒川, 北洞、（1995年4月、日本機械学会論文集. B編 61巻584号、pp. 1332-1338 ）
  12. 低落差貫流水車に関する研究（ランナ径が効率に及ぼす影響）、北洞、黒川、豊倉、（1995年5月、日本機械学会論文集　B編　61巻585号　pp.1744-1749）
  13. カプラン水車の翼端渦に関する研究、北洞、久保田、鈴木、黒川、豊倉、（1995年4月、ターボ機械協会誌　23巻4号　pp.194-200）
  14. 極低比速度羽根車の性能、黒川, 松井, 北洞, サハ, 松本, 筒井、（1997年、ターボ機械 25巻7号、pp. 337-345）
  15. フランシス水車ランナの三次元境界層計算、北洞、黒川、松本、鈴木、（1998年4月、日本機械学会論文集　B, Vol.64, No.620, pp.1142-1148）
  16. 浅い放射溝を用いた羽根なしディフューザ旋回失速の抑制法の提案、黒川, 松井、北洞, 宮部、（1998年、日本機械学会論文集(B編) 64巻620号、pp.1135-1141）
  17. 画像変形方式PIV法の提案、北洞, 笠原, 黒川, 松井、（1999年7月、可視化情報学会誌. 19巻1号、pp.315-318）
  18. 画像変型方式ＰＩＶの円柱後流への適用、北洞, 木下、（2000年、可視化情報学会講演論文集 Vol.20, No.2, pp.135-138(2) pp.135-138）
  19. 可変液量形流体継手内流れの実験的研究、黒川, 今村, 杉山, 木村, 松井, 北洞、（2000年、日本機械学会論文集 B編 66巻646号、pp.1392-1398）
  20. リカレントニューラルネットワークによる多変数プログラム制御の管路系シミュレーションへの適用、北洞、大森、（2007年5月, 日本機械学会論文集 B編 73巻729号, pp44-45）
  21. 農業用水路に適した貫流水車に関する研究、北洞・小出・稲垣・大池、（2011年3月、ターボ機械協会誌,第39巻,3号,pp41-48）
  22. 静水圧によるらせん水車の性能予測「第一報:損失を考慮しない場合」、北洞, 西川、ターボ機械、(発行年月日) ： Vol.45 No.9 Page.555-564 (2017)
  23. 静水圧によるらせん水車の性能予測「第二報:損失を考慮する場合」、北洞, 西川、ターボ機械、Vol.45, No.11, pp.38-46(2017)
  24. N. Ogawa, M. Goto, S. Iio, T. Kitahora, Y.-Do Choi, M. Inagaki, Performance Improvement of Cross-Flow Turbine with a Cylindrical Cavity and Guide Wall, (Dec 2021) ASME Journal of Fluids Engineering, 143(12): 121104
  25. インペラーによる負圧で壁面を移動するロボットの摩擦低減シール機構に関する研究(吸着限界条件について)、北洞、井上、稲毛、(2022年4月)日本機械学会論文集Vol.88, No.908,ROMBUNNO.21-00262
  26. 拡大流路への自然吸気による圧力低下及び動力損失抑制方法に関する研究 、西川、大平、鴨田、飯尾、北洞、(2022年12月)ターボ機械Vol.50, No.12, pp.38-49
  27. クロスフロー水車のノズルへの吸気法の部分負荷運転における効果に関する研究、西川、大平、孟、北洞、(2023年2月)ターボ機械Vol.51, No.2, pp.12-25
＜国際会議論文＞
  1. Study on Blade Tip Vortex of Kaplan Turbine, T.Kitahora, R.Suzuki, T.Toyokura, T.Kubota, J.Kurokawa, （Sept. 1994,17th IAHR Symposium (Beijing), Proceedings Vol.1, A-9,pp.131-142）
  2. Prediction of Scalable Loss in Francis Runners of Different Specific Speed, T.Kitahora, J.Kurokawa, M.Matsumoto, R.Suzuki, (Sept. 1996, Proc. of 18th IAHR Symp.(Valencia), Vol.1, pp.323-332)
  3. Calculation of Skewed Laminar Boundary Layer on a Rotating Disk with Main Flow Streamed Toward Center. T. Kitahora, H. Motoyame, (Feb. 2002, The 9th of International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Honolulu, Hawaii, pp.272-273)
  4. Calculation Speed and Accuracy of Transformation Image PIV, T. Kitahora, (Mar. 2005 , 6th KSME-JSME Thermal & Fluids Engineering Conference, Jeju, Korea, Proceedings JG03)
  5. High Accuracy Program Control of a Pipe Line System by using a Recurrent Neural Network, T. Kitahora, (Oct. 2006, 23rd IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and System, Yokohama, F290 pp.1-9)
  6. Influence of pressure in runner chamber on performance estimation of micro-head cross-flow hydraulic turbine, T. Kitahora, M. Inagaki, M. Uchida, S. Ooike,(June 2010, Proc. of Renewable Energy 2010-Yokohama,O-Sh-4-5)
  7. Internal Flow in The Runner Chamber and Draft Tube of Low Head CrossS Flow Turbine, T. Kitahora, R. Koide, M. Inagaki and M. Uchida, (Nov. 2010,Abstract book of Int'l Symposium on Low Carbon & Renewable Energy Technology-Jeju,pp.166)
  8. Study on Performance of a Cross-Flow Water Turbine with a Slit in the Nozzle under Low Guide Vane Opening Rate, Y. Nishikawa, X. Meng, T. Kitahora, (Dec. 2022, Grand Renewable Energy 2022 International Conference, Area12. Small Hydro and Non-Conventional Energy　No.100186)
  9. Study on the optimum design of cross-flow water turbines using RSM with weighted least squares method, Yetong Geng, Takaya Kitahora, Young-DoChoi, Morihito Inagaki, (AICFM17, ID=94, China, 2023.Oct.)
＜解説＞
  1. 「貫流水車の低落差への適用」、北洞、（1997年4月、ターボ機械協会誌 第25巻第4号 pp.200-204）
  2. ハイドロタービン性能予測分科会報告　その1　「三次元境界層の積分法による計算と摩擦損率の予測」北洞（1999年5月、ターボ機械協会誌 Vol.27, No.5, pp.259-263）
  3. ハイドロタービン性能予測分科会報告　その1　「フランシス水車の損失評価について」鈴木、銭、北洞、黒川 （1999年5月、ターボ機械協会誌 Vol.27, No.5, pp.264-269）
  4. 分科会報告「三次元境界層の積分法による計算と摩擦損率の予測」、北洞、（1999年5月、ターボ機械 27巻5号、pp.259-263）
  5. マイクロ水力の利用技術1「マイクロ水力用貫流水車」、北洞、（2002年3月、ターボ機械協会誌Vol30, No.3, pp.136-141）
  6. 随筆・サロン　大学での研究活動の一例紹介、北洞、（2010年1月、ターボ機械協会誌、第38巻第1号、pp41-45）
  7. 解説「クロスフロー水車の羽根亀裂故障原因分析と予防策」北洞、(2018年3月、ターボ機械協会誌、Vol.46, No.3, pp.174-179)

＜著書＞
  1. 日本機械学会基準「水車及びポンプ水車の性能換算法」JSME S008、主査：黒川、幹事　北洞　他20名（1999年1月、日本機械学会）
  2. 電気学会　電気規格調査会標準規格　「水車およびポンプ水車」JEC-4001-2006主査：久保田、北洞　他10名　（2006年10月、電気書院）
  3. 「Inventorによる3D CAD入門 第2版」、村木,北洞,木村(2023年3月、東京電機大学出版局)
  4. 「JSME-S008　水車及びポンプ水車の性能換算法(改訂版)」 北洞他17名、(2018年3日本機械学会)

＜特許＞
  1. 特開平7－187300「気液分離装置」、黒川・北洞・大滝, （1995年）
  2. 特許5268811「落差工・堰用水車設備」、進藤・稲垣・北洞（2013年）
  3. 特許7222473 「クロスフロー水車装置」、稲垣・藤巻・北洞(2023年)

主な所属学会

日本機械学会、ターボ機械協会、可視化情報学会

連絡先

E-mail：kitahora[at]mech.shonan-it.ac.jp（[at]を@に置き換えてください）

趣味

釣り、マラソン

関連リンク

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