2025/04/17 更新

写真a

イノウエ チヒロ
井上 智博
INOUE CHIHIRO
所属
工学研究院 航空宇宙工学部門 准教授
工学部 航空宇宙工学科(併任)
工学府 航空宇宙工学専攻(併任)
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
プロフィール
航空機・ロケット・人工衛星のエンジン内部を流れる熱流体を中心として,エネルギー・食品,そして線香花火をはじめとする身の回りの現象における混相流動に興味を持って研究を行っています.現象を美しく可視化してエレガントに定式化することで,複雑な現象の本質を理解した上で,実設計に有用な知見を獲得します. 講義は,推進工学特論(大学院),ロケット工学・ジェットエンジン工学・熱力学(学部)を担当します.
ホームページ
外部リンク

学位

  • 博士(工学)

経歴

  • 東京大学(助教・特任准教授:2007-2018) 京都大学(客員准教授:2021-2023)   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: ・ロケット・人工衛星・ジェットエンジンにおけるエンジン内部の熱流動現象解明と性能予測 ・エネルギーおよび食品分野の混相熱流動 ・身の回りの科学の解明(線香花火・金属火花など) ・気体・液体・固体が混在する流れと伝熱 ・液体噴霧および微粒子の効率的な生成技術

    研究キーワード: 航空宇宙推進,ロケット,混相流,微粒化,微粒子,エネルギー,食品,花火

    研究期間: 2018年4月

受賞

  • 寺田寅彦記念賞

    2024年2月  

     詳細を見る

    江戸時代から続く線香花火の謎を解き明かした成果を書籍としてまとめた.

  • 寺田寅彦記念賞

    2024年2月  

     詳細を見る

  • 日本液体微粒化学会 論文賞

    2021年12月   日本液体微粒化学会   ロケットエンジン内部の微粒化・混合現象の解明に対して

     詳細を見る

    液体分裂現象に関する優れた論文に対して,論文賞が授与された.

  • 日本液体微粒化学会 功労賞

    2021年12月   日本液体微粒化学会   液体微粒化現象に関するこれまでの研究活動に対して

     詳細を見る

    液体分裂現象に関する長年の研究・指導貢献に対して,功労賞が授与された.

  • 火薬学会論文賞

    2021年3月   火薬学会   江戸時代以来の謎であった線香花火の科学を解明した研究業績に対して。

     詳細を見る

    論文賞
    井上 智博 君
    「線香花火の熱流動の研究」
     井上智博君は,日本の伝統的な手持ち花火である線香花火に関して様々な観点から研究を進めている。線香花火は江戸時代に日本で始まり,黒色火薬と和紙のみを使う最も基本的な花火である。井上君はこれまでの成果で,火花が飛び出し分岐する機構や,儚い色味を見せる機構を明らかにした。その中で,線香花火の律速過程は,液滴の熱伝導現象であり,液滴が連鎖的に分裂することで松葉模様が形成されることを明らかにした。線香花火の松葉に似た枝分かれした火花はカリウム化合物の溶融物の液滴であり,連続的に分裂する液滴は液滴の発熱表面反応からの継続的な熱によって自立する。そして,線香花火の液滴は,飽和蒸気圧が低いため非蒸発性であることを示した。また,比較的低温に起因する線香花火の壊れやすい美しさは,発熱量の減少と硫酸カリウムの融合という2 つの要因によって実現されていることを明らかにした。
     これらの研究成果は,長年の謎であった線香花火の科学を明らかにするものであり,伝統的な煙火の美しさの解明を今日の科学技術が紐解いた特筆すべき事例である。また,学術的にも火薬学会に大きく貢献するものであり,火薬学会論文賞に値する。

▼全件表示

論文

  • Flow structure near three phase contact line of low-contact-angle evaporating droplets 査読 国際誌

    Wang, ZY; Karapetsas, G; Valluri, P; Inoue, C

    APPLIED PHYSICS LETTERS   124 ( 10 )   2024年3月   ISSN:0003-6951 eISSN:1077-3118

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Applied Physics Letters  

    Flow structure near three phase contact line (TPCL) of evaporating liquids plays a significant role in liquid wetting and dewetting, liquid film evaporation, and boiling. Despite the wide focus it receives, the interacting mechanisms therein remain elusive and in specific cases, controversial. Here, we reveal the profile of internal flow and elucidate the dominating mechanisms near TPCL of evaporating droplets, using mathematical modeling, trajectory analysis, and infrared thermography. We indicate that for less volatile liquids such as butanol, the flow pattern is dominated by capillary flow. With increasing liquid volatility, e.g., alcohol, the effect of evaporation cooling, under conditions, induces interfacial temperature gradient with cold droplet apex and warm edge. The temperature gradient leads to Marangoni flow that competes with outwarding capillary flow, resulting in the reversal of interfacial flow and the formation of a stagnation point near TPCL. The spatiotemporal variations of capillary velocity and Marangoni velocity are further quantified by mathematically decomposing the tangential velocity of interfacial flow. The conclusions can serve as a theoretical base for explaining deposition patterns from colloidal suspensions and can be utilized as a benchmark in analyzing more complex liquid systems.

    DOI: 10.1063/5.0197919

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Optimal Liquid Engine Architecture by Performance-Cooling Tradeoff Analysis 査読 国際誌

    Soma Tauchi, Chihiro Inoue, Zhenying Wang, Yu Daimon, Go Fujii

    Journal of Propulsion and Power   2024年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Flow structure near three phase contact line of low-contact-angle evaporating droplets 査読 国際誌

    Zhenying Wang, George Karapetsas, Prashant Valluri, Chihiro Inoue

    Applied Physics Letters   124   2024年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    固体壁面上の液滴の接触線付近に着目し,蒸発時の流動を解明した.

    DOI: https://doi.org/10.1063/5.0197919

    その他リンク: https://doi.org/10.1063/5.0197919

  • Aircraft Engine Fan Tone Noise due to Back-pressure Distortion Caused by a Downstream Pylon under High-Speed Conditions 査読 国際誌

    Shinya Kusuda, Nobuhiko Yamasaki, Chihiro Inoue, Masanobu Namba

    Journal of Sound and Vibration   2023年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2023.118163

    その他リンク: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2023.118163

  • On-site direct imaging of carbon dioxide emissions from aircraft during landing and take-off cycle 査読 国際誌

    Inoue C., Higaki S., Fujii H., Ishikawa N., Ueda Y.

    Environmental Advances   Volume 13, October 2023, 100432   2023年10月   ISSN:26667657

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Environmental Advances  

    To achieve net-zero carbon emissions by 2050, aviation sector is urgently and severely required to reduce carbon dioxide (CO2) emissions. Herein, for the first time, on-site direct and selective imaging of CO2 emissions from aircraft was performed at Fukuoka International Airport in Japan, using the latest infrared camera with a remarkably narrow bandpass filter ranging from 4.2 to 4.4 μm, corresponding to the low-transmittance wavelength of CO2. The high resolutions of the time-series images are 100 mm/pixel in space and 50 ms in time, well capturing the dynamics of jet engine plumes containing the core and bypass flows. Throughout a landing and take-off cycle of a wide-body aircraft, including Boeing 787, Boeing 777, and Airbus A350, CO2 emissions are successfully imaged, clearly demonstrating that the dense CO2 flow in the core jet through the embedded high bypass ratio engines strongly mixes with the bypass jet and ambient air, eventually diffusing downstream. As a result, the applicability of the new real-time monitoring technique was evidenced for the dense CO2 distributions in space including emission sources.

    DOI: 10.1016/j.envadv.2023.100432

    Scopus

    researchmap

▼全件表示

書籍等出版物

  • 寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む

    松下貢, 早川美徳, 井上智博, 川島禎子

    2023年8月 

     詳細を見る

    担当ページ:ISBN-10 ‏ : ‎ 4908941408 ISBN-13 ‏ : ‎ 978-4908941405   記述言語:日本語  

    江戸時代から続く線香花火の謎を解き明かした成果を書籍としてまとめた.

  • 寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む

    松下貢, 早川美徳, 井上智博, 川島禎子

    2023年8月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    researchmap

  • 寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む

    松下 貢 , 早川 美徳 , 井上 智博 , 川島 禎子

    窮理舎  2023年    ISBN:9784908941405

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    CiNii Books

  • 寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む

    井上 智博

    窮理舎  2023年 

     詳細を見る

    総ページ数:192  

    CiNii Research

  • 寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む

    井上 智博

    窮理舎  2023年 

     詳細を見る

    総ページ数:192  

    CiNii Research

▼全件表示

講演・口頭発表等

  • 航空機エンジンから排出される二酸化炭素の直接イメージングの試み 招待

    井上智博,檜垣尚志,藤井秀人,石川直人,上田恭史

    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  2023年12月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪   国名:日本国  

  • ANNULAR LIQUID-FILM FRAGMENTATION PROCESS SHEARED BY DEVELOPED TURBULENT GAS FLOW 国際会議

    Yoshiaki KAMADA, Takuya INOUE, Zhenying WANG, Chihiro INOUE, Shigeki SENOO

    ASME Turbo Expo 2023  2023年6月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Boston   国名:アメリカ合衆国  

  • Diffusion Controlled Spark Ramification Cascade 招待 国際会議

    Chihiro INOUE

    IUTAM Symposium on Dynamics and Interface Phenomena of Bubbles and Droplets at Multiple Scales  2023年12月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Tokyo   国名:日本国  

  • Improvement of Performance Prediction Model by Considering Losses in Bipropellant Thruster 国際会議

    #Soma Tauchi,Chihiro Inoue

    33rd International Symposium on Space Technology and Science  2022年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年2月 - 2022年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online   国名:日本国  

  • Performance Prediction for Pulse-Firing Bipropellant Thruster by Time-Space Variable Stream Tube Model 国際会議

    #Yuki Oishi,Chihiro Inoue

    33rd International Symposium on Space Technology and Science  2022年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年2月 - 2022年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online   国名:日本国  

▼全件表示

MISC

  • 金属液滴と衝撃波構造の干渉による粉体化プロセスの高速イメージング

    谷本大航, 内田奈緒, WANG Zhenying, 井上智博, 堀内潤, 高下拓也, 山田和豊

    衝撃波シンポジウム講演論文集(CD-ROM)   2023   2024年

     詳細を見る

  • 九州大学大学院 工学研究院 航空宇宙工学部門 推進工学分野—Aerospace Propulsion Laboratory in Kyushu University—特集 国内大学の研究

    井上 智博, 王 振英

    日本ガスタービン学会誌   51 ( 4 )   344 - 346   2023年7月   ISSN:0387-4168

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:東京 : 日本ガスタービン学会  

    CiNii Books

    CiNii Research

    researchmap

    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I032985460

  • 低速度マニピュレータと高速度カメラを組み合わせたハンドアイシステムによる移動物体把持

    チュルーンバト ウスフバヤル, 有田輝, 井上智博, 田原健二

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   41st   2023年

     詳細を見る

  • 超音速気流による溶融金属アトマイズの高速シュリーレン撮影

    内田奈緒, 谷本大航, WANG Zhenying, 井上智博, 堀内潤, 高下拓也

    微粒化シンポジウム講演論文集(CD-ROM)   32nd   2023年

     詳細を見る

  • 航空機エンジンから排出される二酸化炭素の直接イメージング

    井上智博, 檜垣尚志, 藤井秀人, 石川直人, 上田恭史

    日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集(CD-ROM)   2023   2023年

     詳細を見る

▼全件表示

産業財産権

特許権   出願件数: 1件   登録件数: 1件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

  • 火薬学会

  • 日本ガスタービン学会

  • 日本液体微粒化学会

  • 日本航空宇宙学会

  • ASME

▼全件表示

委員歴

  • 日本航空宇宙学会西部支部   運営委員   国内

    2022年4月 - 2024年3月   

  • 日本航空宇宙学会西部支部   日本機械学会宇宙工学部門   国内

    2022年4月 - 2024年3月   

  • 日本液体微粒化学会   理事   国内

    2019年1月 - 2024年12月   

  • 日本航空宇宙学会西部支部   理事   国内

    2019年1月 - 2023年12月   

  • 火薬学会   評議員   国内

    2018年4月 - 2024年3月   

学術貢献活動

  • 幹事

    微粒化シンポジウム  ( 福岡 ) 2023年12月

     詳細を見る

    種別:大会・シンポジウム等 

  • 組織委員

    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  ( 大阪 ) 2023年12月

     詳細を見る

    種別:大会・シンポジウム等 

  • 論文委員 国際学術貢献

    International Gas Turbine Congress  ( 京都 ) 2023年11月

     詳細を見る

    種別:大会・シンポジウム等 

  • 幹事

    日本航空宇宙学会西部支部講演会  ( 福岡 ) 2022年11月

     詳細を見る

    種別:大会・シンポジウム等 

  • 日本航空宇宙学会西部支部講演会

    ( 福岡 Japan ) 2022年11月

     詳細を見る

    種別:大会・シンポジウム等 

    researchmap

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 気液界面の薄い熱物質拡散層が律速する液体金属微粒子の分裂と凝固のダイナミクス

    研究課題/領域番号:24K00806  2024年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井上 智博, 王 振英, 吉年 規治

      詳細を見る

    資金種別:科研費

    金属積層造形に不可欠な高機能微粒子の開発が世界的に活発に進められている.液体金属に,超音速気流を衝突・分裂・凝固させる微粒子製造プロセスは,これまで熱流体工学の未踏領域であり,金属微粒子の界面特性を制御設計するために必要な,液体金属の動的な熱流動に関する知見が乏しい.本研究は,物理的・化学的に特異な薄い気液界面層が律速する,液体金属の分裂ダイナミクスと粒子トポロジー形成を対象に,複合的可視化とX線分析を通じて,金属微粒子製造プロセスを流体工学的に理解する.

    CiNii Research

  • 燃料電池航空機の革新的エネルギー転換、 推進システム技術の研究

    2023年4月 - 2025年3月

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

  • 真空下の二液スラスタ始動不安定に繋がる減圧沸騰を伴う推薬流動の解明と予測

    研究課題/領域番号:23K04245  2023年 - 2025年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    富永 晃司, 山本 姫子, 井上 智博

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

    宇宙機の二液式スラスタは,液体燃料および酸化剤を燃焼室内に噴射し,互いに衝突・微粒化混合することで,自発的な着火,燃焼を促し推力を得る.このスラスタの始動・停止時には燃焼室内部が真空状態となり,噴射推薬の減圧沸騰が避けらず,始動不安定につながる点が興味深い.しかし,その不安定な始動機構は長年の未解決課題である.そこで本研究では,光学系高速度計測を駆使し,減圧沸騰下の推薬混相熱流動状態を定量化および数理モデル化することで,始動・停止時におけるスラスタ性能予測技術を確立する.これにより,着火安定性を向上させたスラスタ開発に貢献する.

    CiNii Research

  • 乱流気流に加熱された蒸発液膜の三次元熱流動解明に基づく宇宙機エンジン熱管理高度化

    研究課題/領域番号:23K22676  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大門 優, 井上 智博, 林 潤

      詳細を見る

    資金種別:科研費

    小型の液体ロケットエンジンでは液体状態のフィルム冷却が使用され,3000Kを超える燃焼ガスから壁面を守っている.フィルム冷却は壁面を守る一方,一部燃焼に寄与せず排出されるため推力性能を下げてしまう.そのため冷却性能と推力性能はトレードオフ関係となっている.これを燃焼試験で最適化することは膨大なコストがかかるため,理論や数値解析による冷却の最適化が求められている.
    本研究では,フィルム冷却の重要現象として乱流熱伝達による蒸発の他,流体力学的不安定性に起因する3次元構造及びフィルム先端における沸騰に着目することで,ドライアウトする長さを決定する現象を理解し,フィルム長さを予測するモデル式を開発する.

    CiNii Research

  • 乱流気流に加熱された蒸発液膜の三次元熱流動解明に基づく宇宙機エンジン熱管理高度化

    研究課題/領域番号:22H01405  2022年 - 2024年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

▼全件表示

教育活動概要

  • 2018年度後期:推進工学特論II(大学院・月3)・航空宇宙伝熱学(学部2年3年・火2)・基幹物理学IB(学部1年・木2)・航空宇宙工学実験(学部3年・水3)
    2019年度後期:推進工学特論II(大学院・月3)・航空宇宙伝熱学(学部2年3年・火2)・基幹物理学IB(学部1年・木2)・航空宇宙工学実験(学部3年・水3)
    2020年度夏期:ロケット工学(学部3年・火3木3)
    2020年度後期:推進工学特論II(大学院・月3)・航空宇宙伝熱学(学部2年3年・火2)・基幹物理学IB(学部1年・木2)・航空宇宙工学実験(学部3年・水3)
    2021年度春期:エネルギー変換基礎論II(学部3年・水3金3)
    2021年度夏期:ロケット工学(学部3年・火3木3)・ジェットエンジン工学(学部3年・火2木2)
    2021年度後期:推進工学特論I(大学院・月3)・航空宇宙工学実験(学部3年・水3)
    2022年度春期:エネルギー変換基礎論II(学部3年・水3金3)
    2022年度夏期:ロケット工学(学部3年・火3木3)・ジェットエンジン工学(学部3年・火2木2)
    2022年度後期:推進工学特論I(大学院・月3)・航空宇宙工学実験(学部3年・水3)
    2023年度前期:エネルギー変換基礎論(学部3年・木3)
    2023年度秋:ジェットエンジン工学(学部3年・月3木2)
    2023年度冬:ロケット工学(学部3年・月3木2)
    2023年度後期:推進工学特論I(大学院・水3)

担当授業科目

  • ロケット工学

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • 推進工学特論Ⅰ

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • ジェットエンジン工学

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • エネルギー変換基礎論

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • 推進工学特論Ⅰ

    2022年10月 - 2023年3月   後期

▼全件表示

FD参加状況

  • 2020年4月   役割:参加   名称:Moodleを利用したe-Learning実例報告

    主催組織:部局

  • 2019年2月   役割:参加   名称:九州大学TA制度に関するFD・SDについて

    主催組織:全学

他大学・他機関等の客員・兼任・非常勤講師等

  • 2022年  京都大学  区分:客員教員  国内外の区分:国内 

  • 2021年  京都大学  区分:客員教員  国内外の区分:国内 

社会貢献活動

  • 「線香花火の不思議に迫る!」~江戸時代からの謎がいま明らかに~

    サイエンスカフェ  2019年5月

     詳細を見る

    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

  • 「線香花火の不思議に迫る!」~江戸時代からの謎がいま明らかに~

    サイエンスカフェ  2019年5月

     詳細を見る

    種別:出前授業

    researchmap

  • 不明

    ワークショップコレクション  2019年3月

     詳細を見る

    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

メディア報道

  • 線香花火をの科学を解説 テレビ・ラジオ番組

    NHK「CitizenLab」  2022年8月

     詳細を見る

    線香花火をの科学を解説

  • 線香花火の科学の解明 新聞・雑誌

    北海道新聞  2022年8月

     詳細を見る

    線香花火の科学の解明

  • 線香花火の科学の解明 新聞・雑誌

    北海道新聞  2022年8月

     詳細を見る

  • 線香花火をの科学を解説 テレビ・ラジオ番組

    NHK「CitizenLab」  2022年8月

     詳細を見る

  • 線香花火の火花の枝分かれを高速度カメラで鮮明にとらえた世界初の映像を提供 テレビ・ラジオ番組

    日テレ「ひと目でわかる」  2022年2月

     詳細を見る

    線香花火の火花の枝分かれを高速度カメラで鮮明にとらえた世界初の映像を提供

▼全件表示

政策形成、学術振興等への寄与活動

  • 2018年4月 - 2020年3月   スラスター研究会

    機動性の高い宇宙利用や探査のミッションに合わせて設計・製造される人工衛星用エンジン(スラスター)を高度化するために、内部で生じる推進薬の複雑な反応性熱流動現象の理解に基づく合理的な設計手法を獲得することが求められています。2018年4月に発足した本研究会は、スラスターの研究・開発に携わる、大学・JAXA・企業のプレーヤーの有志が、最新の学術・技術動向について話題提供を行い、競争力の高いスラスター開発に繋がる知見を共有するためのプラットフォームとして活動します。

海外渡航歴

  • 2010年10月 - 2011年2月

    滞在国名1:フランス共和国   滞在機関名1:IRPHE

    滞在機関名2:Aix-Marseille University