流動システム評価研究分野

複雑流動研究部門

Complex Flow Research Division

流動システム評価研究分野

Mechanical Systems Evaluation Laboratory

教 授
内一 哲哉
Professor
Tetsuya
Uchimoto

次世代輸送システム、エネルギープラントにおいては、流動が誘起する構造材料の劣化・損傷に対して合理的に管理を行うことが重要です。本研究分野では、これらのシステムの高信頼化に資するセンシングおよびモニタリングに関する研究を行っています。電磁非破壊評価法による材料の劣化・損傷の評価法や高温環境センサの開発を行い、これらをオンラインモニタリングに適用することを目指しています。また、多様なセンサの融合による高信頼化センシングと逆問題的アプローチに関する研究を行っています。これらの研究をより効果的に行うために、材料科学分野やデータサイエンス分野の研究者と連携して研究を行っています。

In lifecycle management of next-generation transportation systems and energy plants, evaluation of degradation and damage of structural materials induced by flow is one of key issues. Our laboratory is conducting research on sensing and monitoring that increase reliability and safety of these systems. Our activities include evaluation of degradation and damage in various materials by electromagnetic nondestructive testing, development of high temperature sensors, reliable sensing by sensor fusion, inverse approach, and so on. We aims at applying these sensors and testing methods to online monitoring.

電磁非破壊評価を用いたロケットエンジン燃焼室の劣化・損傷評価
Evaluation of Degradation and Damage in Rocket Engine Combustion Chamber by Electromagnetic Nondestructive Testing

ロケットエンジンの高信頼化のために、燃焼室の非破壊試験が重要な技術となります。本研究分野では、渦電流探傷法によるロケットエンジン燃焼室内筒の亀裂検出に関する研究を行っています。

The residual life estimation based on damage evaluation is very important to ensure the safety of the repeated engine operation and the reusable systems. We apply eddy current testing (ECT) to detection and evaluation of cracks in a rocket engine combustion chamber, and novel probes and signal processing method are being developed.

高温環境センサの研究およびオンラインモニタリングへの適用
Development of high temperature sensors and their application to online monitoring

高温環境において動作するセンサを開発し、オンラインモニタリングに適用しています。図は、当研究分野で開発した空芯電磁石を用いた電磁超音波探触子であり、室温から700℃に至る環境において、計測を行うことが可能です。

Our laboratory develops the next generation sensors for high temperature environment. We propose an electromagnetic acoustic transducer (EMAT) design using an air-cored solenoid coil as a pulsed electromagnet, and prototype probe (photo) operation is confirmed in the range from room temperature to 700 degrees C. It can be applied to high-temperature non-contact monitoring of metal processing.

電磁非破壊評価を用いた構造材料の劣化診断
Nondestructive Evaluation of Degradation of Structural Materials Using Electromagnetic Testing

クリープ劣化、塑性ひずみ、残留応力などの材料劣化を評価できれば、き裂などの損傷が顕在化する前に合理的に構造物を管理することができます。劣化に伴う磁気特性の変化に着目して、電磁非破壊評価法により劣化診断を行う手法の開発を行っています。特に、磁気的試験法の1種である増分透磁率法を適用するとともに、劣化と電磁特性との間の関係のメカニズムを含めた検討を行っています。

Nondestructive evaluation of materials degradation such as creep, fatigue, plastic deformation and residual stress can be one of effective tools for lifecycle managements of structural components. Our laboratory are developing electromagnetic testing methods to evaluate material degradation. In addition, we are investigating the mechanism for electromagnetic properties that are affected by microstructure change by degradation.

流動システム評価研究分野