九州大学 研究者情報
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田島 博士(たしま ひろし) データ更新日:2020.08.06

准教授 /  総合理工学研究院 環境理工学部門 流動熱工学講座


主な研究テーマ
大型希薄予混合ガスエンジンの燃焼特性の解明
キーワード:天然ガス,ガスエンジン,希薄予混合燃焼,ノッキング
2008.10.
非定常噴霧燃焼のシミュレーション手法の開発と検証
キーワード:数値シミュレーション,噴霧,燃焼,エンジン,KIVA,FIRE
1999.10.
バイオマス燃料の有効利用を目指した燃焼技術の確立
キーワード:バイオマス,バイオディーゼル,食廃油,燃焼
2000.04~2004.03.
C-MOSカメラを用いた2色法によるディーゼル火炎の温度分布計測
キーワード:C-MOSカメラ,2色法,ディーゼル火炎,温度計測
2003.04~2005.10.
従事しているプロジェクト研究
高効率ガスエンジンの開発に関するコンソーシアム
2016.04~2020.02, 代表者:森吉 泰生, サステナブル エンジン リサーチセンター, NEDO.
Combustion analysis and visualization of spray and combustion process in methanol⁄ethane direct injection engine
2014.07~2015.02, 代表者:Koji TAKASAKI, Kyushu University, MAN Diesel & Turbo SE, Low Speed (Denmark).
高出力ガスエンジンの燃焼現象の解明(組織対応型共同研究)
2006.12~2008.03, 代表者:高崎 講二, 九州大学, 九州大学.
ハイブリッド型船舶自動航行システムの開発に関する研究
2003.04~2005.03, 代表者:貴島 勝郎, 九州大学大学院工学研究院, 九州大学
船舶を安全に航行させるためには,長年の経験や勘に基づく高度に熟練した人間の能力が必要とされるが,近年の先進国の人件費の高騰や船員数の不足により,乗船する船員は減少し,操船経験が少ない船員の割合が増加する傾向にある。従って,船舶を安全に航行させるためには,船員の経験や能力不足を補うための操船支援システムの開発,さらには船舶の運航を自動化するシステムの開発を行うことが非常に重要である。船舶建造において世界をリードする我が国としては,国際社会に対して新しい海上輸送システムを開発・提案していく必要があることから,船舶の運航の完全自動化と人間による細やかな操船技術の両者を融合させたハイブリッド型の海上輸送システムを開発することを目的とする。.
研究業績
主要著書
1. Hiroshi Tashima, Koji Takasaki, 45 authors in all, Series Title:Green Energy,Technology
Book Title:Hydrogen Energy Engineering
Book Subtitle:A Japanese Perspective
, Springer, Chapter 25, 2016.10.
主要原著論文
1. 鶴 大輔, 田島 博士, ディーゼル噴霧間の液滴衝突の数値予測におけるGPUの適用, 日本マリンエンジニアリング学会誌, 49, 6, 125-131, 2014.11, 本研究では,2本の燃料噴霧の重合過程を予測対象として,決定論的な液滴の衝突判定に画像処理用演算装置 (Graphics Processing Unit,GPU) を適用する際の留意点を考察するとともに,GPUによる計算の加速効果を検証した結果について報告する..
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 田島博士, 舶用低速ディーゼル機関の技術的特徴に関する考察, トライボロジスト第63巻第6号(2018) 373-381, 2018.06.
主要学会発表等
1. Hiroshi Tashima, Daisuke Tsuru, Ryosuke Ishibashi,, Consideration of Engine Size Effects on Heat Loss Focusing Large Low-Speed Marine Diesels, the 5th Rostock Large Engine Symposium, 2018.09, Large low-speed marine diesels outperform any other combustion engines working on a single heat cycle with their ultimate thermal efficiency up to 55% even on the lower calorific value of the fuel. The main reason has been considered to lie in their less heat-loss nature, and they actually lose only about 10% of the fuel energy through the chamber wall. Although their smaller surface-to-volume (SV) ratio or a “Square-cube law” is apt to be pointed as the theoretical ground, the law is not good enough to explain the nature because efficiencies and losses of piston engines should be discussed not per unit time (ex. hour or day) but per one engine cycle. This means the lower revolution of larger engines may offset the merit of their smaller SV ratio.
As for heat transfer aspects, many heat transfer models have been proposed to give reasonable estimation of the heat transfer between in-cylinder gas and chamber walls. Those models have been developed and validated in smaller engines. However, small high-speed diesels and large low-speed diesels differ entirely both in wall configuration and spray layout over the combustion chamber. To make matters worse, model parameters are usually optimized from engine to engine. All in all, it has to be said the less heat-loss nature of large diesels is only an empirical fact that has not been made theoretically clear. In this study, backgrounds of the heat loss issues of piston engines were investigated in detail thorough two approaches.
At first, a comprehensive survey was done to check the adaptability of a similarity law from high-speed small diesels to low-speed large diesels. The survey revealed that marine low-speed engines rotate much more slowly than the others, and therefore they have longer cycle time than expected on their bore size. The SV ratio and other indexes were also sampled and discussed.
Second, heat transfer models were equally adopted to a small high-speed engine (100 mm bore, 2000 rpm) and a large low-speed engine (400 mm bore, 140 rpm) with keeping model parameters exactly the same. In the first stage, a 1D engine simulator with a macro heat transfer model; Woschni model was adopted. Although the heat transfer model includes the engine size effect as minus two tenth power of the bore size, the simulator overestimated the heat loss of the large engine especially in the late expansion stroke. In the second stage, a combination of a 3D CFD code with a boundary-layer-based heat transfer model; Han-Reitz model was adopted to reflect the real chamber configuration and the spray specifications. The results finally showed good agreement with the expectation of the heat losses for the both engines and succeeded to clarify the background of the difference between them..
2. H. Tashima, T. Nishijima, M. Yamamoto, M. Tsukui, I. Komemo, D. Tsuru, Effects of Fuel Property and Engine Control System on Engine Output in Shop Trial and Sea Trial, ISME Tokyo 2017, 2017.10.
3. T. Thiripuvanam, H. Tashima, D. Tsuru, Air Entrainment and Combustion Process of High-Pressure Gas Jet in Gas Direct Injection Engines, 9th International Symposium COMODIA 2017, 2017.07.
4. H. Tashima, Methane slip reduction from marine gas engines by stratified oxygen concentration using gas permeation membrane, 28th CIMAC World Congress, 2016.06.
特許出願・取得
特許出願件数  2件
特許登録件数  0件
学会活動
所属学会名
日本機械学会
自動車技術会
日本マリンエンジニアリング学会
可視化情報学会
学協会役員等への就任
2019.04~2020.03, (社)日本マリンエンジニアリング学会, 研究運営委員会委員長.
2019.04~2020.03, (社)日本マリンエンジニアリング学会, 理事.
2018.05~2019.04, (社)自動車技術会, 校閲委員.
2015.04~2020.03, (社)日本マリンエンジニアリング学会, 舶用機関の排気エミッション低減に関する研究委員会.
2014.04~2020.03, (社)日本マリンエンジニアリング学会, ディーゼル機関研究委員会.
2005.04~2006.03, (社)自動車技術会, ディーゼル部門部門委員会委員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2016.11~2018.06.25, 18th ILASS-Asia, 座長.
2017.10~2018.06.25, ISME Tokyo 2017, 座長.
2015.12.08~2016.12.10, 第26回内燃機関シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2014.09.08~2014.09.10, ILASS Europe 2014, 座長(Chairmanship).
2013.12.19~2013.12.20, 第22 回微粒化シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2013.11.26~2013.11.28, 第24回内燃機関シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2013.09.02~2013.09.04, 第83回(平成25年)マリンエンジニアリング学術講演会, 座長(Chairmanship).
2012.07.24~2012.07.26, Comodia2012, 座長(Chairmanship).
2011.12.19~2011.12.20, 第20回微粒化シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2011.09.17~2011.09.21, ISME KOBE 2011 9th International Symposium on Marine Engineering, 座長(Chairmanship).
2011.09.05~2011.09.07, ILASS Europa 2011 24th European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, 座長(Chairmanship).
2010.11.17~2010.11.18, 第12回三校セミナー(CSS12), 座長(Chairmanship).
2009.09.16~2009.09.18, 第79回(平成21年)マリンエンジニアリング学術講演会, 座長(Chairmanship).
2008.09.14~2008.09.15, 第78回(平成21年)マリンエンジニアリング学術講演会, 座長(Chairmanship).
2006.08.01~2006.08.01, ICLASS2006, 座長(Chairmanship).
2013.09.02~2013.09.04, 第83回マリンエンジニアリング学術講演会, セッションオーガナイザー.
2013.11.26~2013.11.28, 第24回内燃機関シンポジウム, 実行委委員.
2012.07.24~2012.07.26, Comodia 2012, Technical Committee Organizer.
2011.09.17~2011.09.21, ISME KOBE 2011 9th International Symposium on Marine Engineering, 実行委員.
2009.09.16~2009.09.18, 第79回(平成21年)マリンエンジニアリング学術講演会, セッションオーガナイザー.
2008.09.14~2008.09.15, 第78回(平成20年)マリンエンジニアリング学術講演会, セッションオーガナイザー.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2011.04~2013.03, 日本マリンエンジニアリング学会 48期学会賞等審査委員会 委員, 国内, .
2011.04~2013.05, 日本マリンエンジニアリング学会誌, 国内, 編集委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2018年度    
2017年度  
2016年度   11 
2015年度   12 
2014年度    
2013年度   15 
2012年度 10    17 
2011年度 10    16 
2004年度      
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
Munchen Institute of Technology, Swiss Federal Institute of Technology, Coventry University, Germany, Switzerland, UnitedKingdom, 2005.01~2005.01.
Texas University, UnitedStatesofAmerica, 1991.03~1992.01.
University Hannover, Germany, 1999.04~1999.10.
シンガポール大学, DNVPS, Singapore, Singapore, 2003.11~2003.11.
ウィスコンシン大学, UnitedStatesofAmerica, 2003.09~2003.09.
ノルウェー工科大学, ヘルシンキ工科大学, ハノーバー大学, DNVPS, Norway, Finland, Germany, Norway, 2002.03~2002.04.
外国人研究者等の受入れ状況
2018.02~2018.03, 1ヶ月以上, デンマーク工科大学 工学研究院, Denmark.
2017.12~2018.03, 1ヶ月以上, LEC(Large Engines Competence Center) GMBH, Austria.
2008.03~2008.03, 2週間未満, Australian Maritime Colledge, Australia, 学内資金.
2003.11~2003.12, 2週間以上1ヶ月未満, Australian Maritime Colledge, Australia, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
受賞
優秀論文賞, ILASS-Europe 2010, 2010.09.
ロイドレジスターマンソン賞(最優秀英語論文賞), 日本マリンエンジニアリング学会, 2011.05.
平成22年度論文賞, 日本マリンエンジニアリング学会, 2011.05.
ロイドレジスターマンソン賞, (社)日本マリンエンジニアリング学会, 2007.05.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2012年度~2014年度, 基盤研究(A), 代表, 気体分離膜を利用した酸素濃度分布の形成による舶用ガスエンジンのメタンスリップ低減.
2009年度~2011年度, 基盤研究(B), 代表, 近接2重燃料弁を用いた舶用ディーゼル機関の低負荷域におけるNOx低減.
2003年度~2005年度, 基盤研究(A), 分担, 未来社会における海上輸送システムの開発に関する研究.
2001年度~2002年度, 基盤研究(C), 代表, 補助水素噴射による超重質燃料の燃焼改善に関する研究.
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2018.10~2019.06, 代表, 図示出力に基づく主機出力の推定精度の検証.
2017.10~2020.03, 代表, コージェネレーション用革新的高効率ガスエンジンの技術開発.
2017.05~2018.03, 代表, 副室式大型ガスエンジンの比出力向上を目指した燃焼制御に関する研究.
2016.07~2017.03, 代表, 副室式大型ガス機関の燃焼制御に関する研究.
2015.06~2016.03, 代表, 大型ガスエンジンの燃焼制御の高度化に関する研究.
2014.07~2015.03, 代表, ガスエンジンにおける火炎伝ぱの予測精度を向上するための燃焼モデルの改良.
2013.11~2014.01, 代表, 各種燃料等の着火特性の解明.
2013.04~2015.03, 代表, 舶用高効率エンジン技術の応用研究.
2012.04~2012.12, 連携, 舶用機械および海洋構造物設備の事故・故障診断事例解析(その2).
2004.04~2005.03, 分担, クリーンエンジンの開発(水素補助燃焼によるクリーンディーゼルエンジンの開発).
2004.04~2006.03, 代表, 電子制御噴射装置を備えた燃料評価用小型定容燃焼容器の開発.
寄附金の受入状況
2017年度, 常石造船株式会社, 総合理工学研究院における学術研究助成の為.
2016年度, 常石造船株式会社, 総合理工学研究院における学術研究助成の為.
2015年度, 一般財団法人笹村工学奨励会, 燃料の濃度や反応性の成層化がガスエンジンの燃焼特性に与える影響.
2014年度, 一般財団法人笹村工学奨励会, 気体燃料の高圧噴流における雰囲気導入過程の詳細計測と数値予測に関する研究.
2012年度, 旭化成エンジニアリング(株), 窒素富化加湿法による舶用エンジンのNOx低減.
2011年度, 旭化成エンジニアリング(株), 窒素富化加湿法による舶用エンジンのNOx低減.
2010年度, 旭化成エンジニアリング(株), 窒素富化加湿法による舶用エンジンのNOx低減.
2006年度, 阪神内燃機工業(株), 「低速4サイクル機関用電子制御システムの開発」に関する技術支援.
2006年度, 三菱重工業(株), 重質燃料適応ディーゼル燃焼の基礎研究.
2001年度, 造船学術研究推進機構, 環境調和型水素燃料の舶用機関への応用に関する基礎的研究.
2000年度, スズキ財団, 平成12年度科学技術研究助成/超低質燃料の有効利用を目指した非定常噴霧燃焼機構の解明.
2000年度, 谷川熱技術振興基金, 多点点火による水素ガス噴流の燃焼促進効果.
学内資金・基金等への採択状況
2000年度~2001年度, 九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト, 分担, 環境調和型資源循環エネルギー生産システムの構築.
2003年度~2005年度, 九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト, 分担, ハイブリッド型船舶自動航行システムの開発に関する研究.
2000年度~2001年度, 九州大学大学院総合理工学府奨励研究費, 代表, 高速度可視化解析による超低質燃料の非定常噴霧燃焼機構の解明.

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