テーマ番号： (3年次指導教官が記入します)
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テーマ番号：熱-
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(3年次指導教員が記入します)
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機械工学コース
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テーマ名：水素燃料とe-Fuel(合成燃料)を用いた反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼機関
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 指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-233 wakai@cs.u-ryukyu.ac.jp
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希望人数： 0〜2 人 （若井担当全4名中）
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概要・その他：当研究室では近い将来求められるカーボンニュートラルへの対応として圧縮水素,e-fuelなど合成燃料を用いた予混合圧縮着火燃焼に着目し，燃焼による制御での機関，排気特性の改善に取り組んでいる． 予混合圧縮着火燃焼はPM(スス)とNOxの同時抑制を可能とするが，燃料投入量を増加するとノッキングが発生し運転領域が制限されてしまうという課題が残っている．本研究では圧縮水素,e-Fuelを低圧噴射ノズルとダイレクト点火コイルを電子制御, 適切な噴射および点火をすることで，燃料の噴射時期，噴射期間と混合気の反応性とを変化し反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼を行う．混合気の濃度分布，反応性，筒内ガス温度などを制御することでバルク燃焼を伴わない安定運転領域の拡大を目指し研究を行っていく．
  
電磁ノズルとデジタル点火を導入したRCCI機関 シリンダ側方に副燃焼室を追加
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研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101,
若井居室2-233
内定実績：(株)マツダ, 三菱自工(株), (株)スバル, (株)ダイハツ, (株)デンソー, TSMC(JASM), 沖縄電力, 国土交通省, 原子力規制庁, 沖縄県庁：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
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テーマ番号：熱-
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(3年次指導教員が記入します)
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機械工学コース
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テーマ名：水素燃料とe-Fuelを用いた反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼機関の ニューロ機械学習を用いた高効率制御技術 |
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指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-233 wakai@cs.u-ryukyu.ac.jp
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希望人数： 0〜2人（若井担当全4名中）
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概要・その他：当研究室ではカーボンニュートラルへの対応として水素燃料を用いた予混合圧縮着火燃焼の制御手法開発に取り組んでいる．本研究では主室副室2箇所噴射とダイレクト点火コイルをそれぞれ自作マイクロコントローラで制御しRaspberryPI3Bで記録解析，燃料の噴射時期，噴射期間と混合気の反応性とを機械学習、ニューロ制御を用い反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼の最適化を図る．混合気の濃度分布，反応性，筒内ガス温度などを制御することでRCCI燃焼状態を維持し安定運転領域の拡大を目指し研究を行っていく．
燃料噴射、火花点火パラメータと熱発生率など出力値をニューロ制御器へ学習
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研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101,
若井居室2-233
内定実績：(株)マツダ, 三菱自工(株), (株)スバル, (株)ダイハツ, (株)デンソー, TSMC(JASM), 沖縄電力, 国土交通省, 原子力規制庁, 沖縄県庁：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
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テーマ番号：熱-
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(3年次指導教員が記入します)
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機械工学コース
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テーマ名： Pre Chamber点火を用いた希薄予混合火炎の形成
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 指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-233 wakai@cs.u-ryukyu.ac.jp
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希望人数： 0〜2人（若井担当全4名中）
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概要・その他：マイクロコントローラで制御する燃料噴射システムを用い多様な燃料噴射と混合気形成過程の変化、デジタル点火を実現した．火炎伝播挙動を把握するため高温高圧容器内にPre Chamber燃焼器、機関筒内の雰囲気，燃焼室を模擬し，レーザー光シュリーレン法を用い高速度ビデオカメラにより噴霧、着火挙動を撮影，画像から火炎伝播挙動の巨視的特性を測定する．またPIV解析により混合気と火炎の渦や流動，拡散，火炎への空気導入の過程を解析，エンジンの模擬燃焼室への衝突時挙動などから着火と燃焼の過程を明らかにする．燃焼室における噴霧と火炎の挙動解析結果が実際のエンジンで機関・排気特性に及ぼす影響について検討する．
  
Pre Chamberによる急速燃焼のCFDと火炎噴流のレーザーシュリーレン実画像解析
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研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101,
若井居室2-233
内定実績：(株)マツダ, 三菱自工(株), (株)スバル, (株)ダイハツ, (株)デンソー, TSMC(JASM), 沖縄電力, 国土交通省, 原子力規制庁, 沖縄県庁：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
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テーマ番号：熱-
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(3年次指導教員が記入します)
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機械工学コース
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テーマ名：CO2の分離吸収貯留装置と高効率小型熱機関への最適化
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指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-233 wakai@cs.u-ryukyu.ac.jp
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希望人数： 0〜2人（若井担当全4名中）
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概要・その他：日本政府の掲げる「2050 年カーボンニュートラル宣言」 という高い目標実現には電動化のみに偏らず燃料多様性を維持する既存の内燃機関から、排出ガス中の
CO2 を選択的に分離回収し合成燃料を生成するカーボンリサイクル技術を確立する必要がある。本研究では汎用小型機関における
CO2 排出量の削減を目的とする。多様な合成燃料の筒内直接衝突を用い混合気形成過程を変化し燃焼制御を行う。燃料相互の噴射時期、
期間、噴霧特性を用い燃焼室での混合気形成過程の選択性を拡げ、機関特性と排気特性の制御範囲を拡大する。排気管に取り付けた減圧室から排気を CO2 分離吸収槽へと導き吸収液へ CO2 のみを吸収、回収を行う。種々の燃料、運転状態において適用を可能とし、軽量小型な
汎用小型機関における CO2 回収貯留を効率よく行うため必要な研究である。
 
CO2吸収装置を取り付けた対向噴射RCCI機関 吸収液中のガス噴流CFD解析
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研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101,
若井居室2-233
内定実績：(株)マツダ, 三菱自工(株), (株)スバル, (株)ダイハツ, (株)デンソー, TSMC(JASM), 沖縄電力, 国土交通省, 原子力規制庁, 沖縄県庁：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
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テーマ番号：熱-
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(3年次指導教員が記入します)
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機械工学コース
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指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-233 wakai@cs.u-ryukyu.ac.jp
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希望人数： 0〜2人（若井担当全4名中）
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概要・その他：本研究では中型規模の機体を想定し無人飛行体に適したパルスジェットエンジンハイブリッド式駆動装置を提案する。カーボンニュートラルを目指しe-fuelなど合成燃料を実用的に運用することを前提に、燃焼特性の把握を行い実機への応用を模索する事を目的とする．CFD解析結果をもとに実機を製作し、マイクロコントローラで制御する推力、駆動負荷、給配電量制御システムを加えることで最適化を実現する. ペイロードと効率に及ぼす影響について実験を行い考察、検討する．
  
RSNパルスジェットエンジンのCFD解析と可視化用模擬燃焼室 試作 PreFilmingノズル
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研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101,
若井居室2-233
内定実績：(株)マツダ, 三菱自工(株), (株)スバル, (株)ダイハツ, (株)デンソー, TSMC(JASM), 沖縄電力, 国土交通省, 原子力規制庁, 沖縄県庁：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
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テーマ番号：熱-
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(3年次指導教員が記入します)
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機械工学コース
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テーマ名：海洋航走体ロボット(AUV)用小型高効率スターリング無気式機関
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指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-233 wakai@cs.u-ryukyu.ac.jp
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希望人数： 0〜2人（若井担当全4名中）
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概要・その他：半導体、二次電池など希少金属の利用は拡大を続けている。資源の偏りと昨今の地政学的リスク増加に伴い、周囲を海に囲まれたわが国において海底構造、鉱物資源探査の果たす役割は増大が見込まれている。広大な海洋鉱物資源探査において複数の地点を同時に長期間にわたり探査することを可能とする無人の自律式海洋航走体（ロボット）の活用がますます求められる状況になっている。しかし自律稼働をし電力消費量の多い複数の探査装置、センサーを長期間にわたり駆動し続けるため、二次電池のみでの運用には限度がある。我々は電動機とのハイブリッド運用を行うことで、より長期間安定して動作することのできる小型高効率のスターリング無気式機関を模索する。
  
2気筒式スターリングエンジンの出力測定 AUVスラスタのCFD解析
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研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101,
若井居室2-233
内定実績：(株)マツダ, 三菱自工(株), (株)スバル, (株)ダイハツ, (株)デンソー, TSMC(JASM), 沖縄電力, 国土交通省, 原子力規制庁, 沖縄県庁：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
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代表的就職先
・マツダ株式会社、本田技研工業(株)、日産自動車(株)、三菱自動車工業(株)、ダイハツ工業(株)、(株)デンソー
・UDトラックス(株)、(株)小松製作所、(株)マツダE&T、アイシン・エィ・ダブリュ(株)
・トヨタテクニカルディベロップメント(株)、(株)トヨタプロダクションエンジニアリング、河西工業(株)
・ボッシュエンジニアリング(株)、(株)マキタ、NOK(株)、(株)フジテック、TSMC(JSMA)、(株)ダイハツインフィニアース
沖縄県庁、国土交通省、原子力規制庁、他多数
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就職内定実績
・三菱自動車工業(株)、(株)ミクニ、ヤマハ モーターパワープロダクツ(株)、臼井国際産業(株)
・スズキ(株)、(株)やまびこ、今治造船(株))、河西工業(株)
・NOK(株)、JASM(TSMC)、Micron Technology
他多数
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■Papers
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投稿論文が掲載されました
・自動車技術会論文集
2022年 53巻 4号 p.723-730
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https://doi.org/10.11351/jsaeronbun.53.723
○GTL 燃料を用いた低圧対向多段噴射による噴霧，混合気形成と予混合圧縮着火燃焼の制御
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・2026年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会 |
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○Pre Chamber 点火を用いた
希薄予混合気への火炎形成過程解析
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・2025年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会 |
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○合成燃料(e-fuel)の利用によるアクティブプレチャンバを用いた
希薄予混合燃焼の制御 |
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○シュリーレン法を用いた希薄予混合気
プレチャンバ点火の基礎燃焼特性観察 |
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○中規模ドローンを想定した
パルスジェットエンジンの高効率化技術
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・2024年度自動車技術会秋期大会ポスター発表< |
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○DMEを用いた火花点火による希薄予混合圧縮着火
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・2024年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会< |
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○パルス燃焼器における液体燃料の微粒化挙動
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・2023年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会 |
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○小型熱機関における排出ガス中の二酸化炭素吸収装置 |
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○希薄予混合燃焼の火花点火による燃焼制御 |
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・2022年度自動車技術会秋期大会ポスター発表
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○GTL 燃料への微細気泡混入による混合気形成過程と燃焼の制御
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・2022年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会 |
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○GTL軽油における微細気泡生成とその噴霧特性に与える影響 |
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○GTL燃料を用いたエンジンの負荷変動が及ぼす熱効率と排気特性への影響 |
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・2021年度内燃機関シンポジウム講演発表 |
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○石油代替燃料を用いた低圧対向噴射による予混合圧縮着火燃焼の制御
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・2020年度自動車技術会秋期大会ポスター発表 |
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○燃料中の微細気泡が噴霧の巨視的特性及び 分裂挙動に与える影響 |
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○異種燃料対向噴射を用いた応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼の制御 |
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・2019年度日本機械学会 九州支部
沖縄講演会 |
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○反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼を目的とした 異種燃料低圧対向噴射による混合気形成過程の変化 |
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○液体燃料中のマイクロバブルが噴霧の混合気形成過程 および着火性に与える影響 |
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・2019年度自動車技術会秋期大会ポスター発表
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○燃料中の微細気泡が噴霧，着火特性に与える影響
―混合気形成の促進と不活性ガスの導入―
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・2019年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会 |
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○反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼を目的とした異種燃料対向噴射による混合気形成過程の変化 |
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○液体燃料中のマイクロバブルが噴霧の蒸発と混合気形成過程に与える影響 |
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・2018年度自動車技術会秋期大会口頭発表
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○ガス溶解方式を用いた微細気泡混入燃料の
噴霧・微粒化特性に与える影響 p.1
学術講演会講演予稿集
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・2018年度自動車技術会秋期大会発表 |
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○代替燃料を用いた対向噴射による混合圧縮着火(PCCI)燃焼の制御
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・2018年度内燃機関工学研究室
卒業研究中間発表会 |
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○PCCI機関における混合気の着火性と時間的配置が
機関、排気特性に与え
る影響 |
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○不活性ガスを用いたマイクロバブル混入燃料の噴霧特性
-溶解ガスの物
性が与える影響- |
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・2017年度日本機械学会 九州支部
九州学生会第49回学生員卒業研究発表講演会
優秀講演賞 受賞 |
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○ガス溶解方式を用いた微細気泡が噴霧特性に与える影響
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・2017年度自動車技術会秋期大会発表 |
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○気体燃料の混入とCO2加圧溶解による微細気泡生成を用いた噴霧と燃焼の制御
-溶解気体の物性と微細気泡が与える影響-
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・2017年度機械システム工学科
卒業研究中間発表会 |
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○ PCCI機関におけるマイクロバブル混入燃料の混合気形成過程
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・2016年度内燃機関工学研究室
修士論文中間発表会 |
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○ 対向噴射による反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼の制御
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・2016年度機械システム工学科
卒業研究発表会 |
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○微細気泡混入バイオディーゼル燃料の
機関，排気，微粒化特性
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○対向噴射による反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼の制御
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・2016年度自動車技術会秋期大会発表 |
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○代替燃料における微細気泡の生成と光学計測手法の検討
-ジャーク式噴射システムにおける噴霧特性-
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・2016年度機械システム工学科
卒業研究中間発表会 |
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○代替燃料を用いた低圧対向
PCCI機関における機関排気特性
●発表スライドGIF |
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○液体燃料に混入する微細気泡群の粒度分布変化が
その噴霧と微粒化特性
に与える影響
●発表スライドGIF
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・2015年度内燃機関工学研究室
修士論文中間発表会 |
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○ 微細気泡混入が予混合圧縮着火機関の混合気形成過程に与える影響
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・2015年度自動車技術会秋期大会発表
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○スワールノズルを用いた対向噴霧による予混合圧縮着火(PCCI)燃焼の制御
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・2014年度自動車技術会秋期大会発表
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○2元燃料供給法を用いた予混合圧縮着火機関における燃焼制御
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・2014年度内燃機関工学研究室
修士論文中間発表会 |
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○低圧対向噴霧による
予混合圧縮着火燃焼の最適化 |
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○低圧対向噴霧の特性解析 |
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・2013年度自動車技術会秋期大会発表
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○DME圧縮着火機関における混合期形成過程の最適化
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・2012年度自動車技術会秋期大会発表
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○直噴ガソリンノズルによる
ジメチルエーテルの多段噴射噴霧特性と
予混合圧縮着火機関における燃焼制御
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○海洋バイオマスを利用したCO2削減およびバイオ燃料化に関する実証研究
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・2012年度内燃機関工学研究室
修士論文中間発表会 |
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○マルチホールノズルの
DME圧縮着火機関への適用可能性
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○GTL燃料の汎用小型ディーゼル機関への適用とその燃焼解析 |
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・2011年度修士論文
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○DME圧縮着火機関における筒内直接噴射ガソリンノズルを用いた燃焼制御
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・2007年度卒業論文
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○可変燃焼制御を実現する
新型機関の製作
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○イオン電流計測によるDME燃料の着火遅れ |
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・2006年度卒業論文
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○筒内噴射ガソリン機関(GDI)ノズルにおける多段噴射の噴霧、着火特性
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・2005年度卒業論文
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○ガソリン直噴用ノズルを用いたDME圧縮着火機関
における混合気形成手法の最適化
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・2005年度卒業論文 |
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○筒内噴射ガソリン機関(GDI)ノズルにおける
含酸素燃料の噴霧、着火特性
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○軽油代替燃料を用いたディーゼル機関の出力，排気特性 |
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■Pics. |
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*副室式小型ディーゼル機関の燃焼室形状最適化のため直噴式機関のピストンを加工する。DME-HCCI機関としての最適な燃料供給方法の模索。 |
*直接噴射式ガソリンノズルを用いジメチルエーテル(DME)を多段噴射することで燃焼領域を広げる研究。 |
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*ST95エンジンも実動状態で保管中。 |
*海洋バイオマス利用バイオディーゼルエンジンの燃焼制御法を検討中。 |
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*高温高圧容器の整備。ディーゼル機関の燃焼室内上死点時の温度、圧力を模擬する。シュリーレン光学系を持ち高速度ビデオにより燃料噴霧の噴霧、着火特性の把握を行う。 |
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