2025/06/30 更新

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タカミネ タイキ
髙峯 大輝
TAKAMINE TAIKI
ひとこと
流体機械関連,とりわけキャビテーションに関する実験および数値解析に取り組んでいます.
所属
工学研究院 機械工学部門 助教
工学部 機械工学科(併任)
工学府 機械工学専攻(併任)
職名
助教
連絡先
メールアドレス
外部リンク

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 流体工学

学位

  • 博士(工学) ( 2021年3月 九州大学 )

経歴

  • 九州大学 大学院工学研究院機械工学部門 助教 

    2024年4月 - 現在

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    国名:日本国

  • 神戸市立工業高等専門学校 機械工学科 講師 

    2023年4月 - 2024年3月

  • 神戸市立工業高等専門学校 機械工学科 助教 

    2022年4月 - 2023年3月

  • 九州大学 大学院工学研究院機械工学部門 学術研究員 

    2021年4月 - 2022年3月

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    国名:日本国

学歴

  • 九州大学   工学部   機械工学科

    2018年4月 - 2021年3月

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    国名:日本国

    備考:博士課程

  • 九州大学   工学部   機械工学科

    2016年4月 - 2018年3月

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    国名:日本国

    備考:修士課程

  • 九州大学   工学府   機械工学専攻

    2012年4月 - 2016年3月

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    国名:日本国

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: キャビテーション流における気液のスリップの計測とCFDへの応用

    研究キーワード: キャビテーション,気泡流,スリップ速度

    研究期間: 2024年4月 - 現在

  • 研究テーマ: キャビテーション流れのCFDによる高精度予測ー高解像LESの適用とキャビテーションの開発

    研究キーワード: キャビテーション,CFD,LES

    研究期間: 2020年4月 - 現在

  • 研究テーマ: 多段遠心ポンプにおける流体力の定常・非定常特性に関する研究

    研究キーワード: 多段ポンプ,流体力,実験,CFD

    研究期間: 2018年4月 - 現在

論文

  • 多重プロセス型モデルを用いたキャビテーション解析による遠心ポンプの吸込み性能および軸スラストの予測

    山田 晃久, 猪野 剛士, 津田 伸一, 渡邉 聡, 高峯 大輝

    ターボ機械   52 ( 2 )   83 - 94   2024年   ISSN:03858839 eISSN:18802338

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 ターボ機械協会  

    <p>The development of prediction methods for cavitation flow is an important research topic since the cavitation causes several severe problems in real applications. Multi-Process (MP) model we employ in the present study is a homogeneous model with four equations that can take account of main elementary processes in cavitation using the moment method for a size distribution function of cavitation bubbles. Therefore, it is expected to improve the prediction accuracy compared to typical one-equation models generally applied for hydraulic machines with acceptable computational costs. In this paper, unsteady RANS simulation using MP model as well as a typical one-equation model was carried out on the final stage model of multi-stage centrifugal pump and the results are compared between two models as well as with experiments. As a result, the present simulation using MP model was found to qualitatively simulate the degradation of pump suction performance and the change in axial thrust force under cavitation as similar to the other homogeneous model; Thrust forces acting on the impeller and the balance drum decreases with the degradation of the head. In comparison with visualization experiments, both the models predicted cavity growth qualitatively well, although the distribution of void fraction showed significant differences.</p>

    DOI: 10.11458/tsj.52.2_83

    CiNii Research

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7357483

  • Numerical prediction of cavitation in centrifugal pump using Multi-Process cavitation model

    Yamada, A; Ino, T; Tsuda, S; Watanabe, S; Takamine, T

    JOURNAL OF FLUID SCIENCE AND TECHNOLOGY   19 ( 2 )   JFST0011 - JFST0011   2024年   ISSN:1880-5558 eISSN:18805558

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    In the present study, numerical simulation of cavitating flow using Multi-Process model, which is one of the homogeneous cavitation models and consists of multiple transport equations of bubbly flow characteristics defined on the basis of the moment method, is conducted for a centrifugal pump toward more accurate prediction. The experiment is also conducted for the same pump to obtain the hydraulic performance including the axial thrust force characteristics as well as the visual aspects of cavitation for the validation of numerical simulation. It is found that the present simulation can qualitatively reproduce the degradation of pump suction performance as well as the change in axial thrust force under cavitation at the design flow rate; thrust forces acting on the impeller and the balance drum decreases with the head drop. The cavity patterns leading to the head drop are also well reproduced; the cavitation on the suction surface extends into the blade passage. At a partial flow rate close to the design one, the simulated cavity patterns with the inception and moderate states of cavitation agree with the observation, but they are not well reproduced perhaps due to the insufficient mesh resolution at the deep partial flow rate where the most of cavitation occurs in the vortical structure, typically in the tip separation vortex.

    DOI: 10.1299/jfst.2024jfst0011

    Web of Science

    Scopus

    CiNii Research

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7357482

  • Numerical investigation of radial thrust fluctuation caused by diffuser rotating stall in a centrifugal pump

    Takamine T., Watanabe S.

    Journal of Physics: Conference Series   2217 ( 1 )   2022年5月   ISSN:17426588

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    出版者・発行元:Journal of Physics: Conference Series  

    In this study, in order to understand the relation between the diffuser rotating stall and the fluctuating radial thrust, unsteady RANS simulation of a centrifugal pump was carried out. The rotating stall with single stall cell was qualitatively reproduced though the propagation speed was smaller than the experiment. The pressure amplitude caused by the rotating stall was comparable to the measured one, and the tendency that the propagation speed increases as the flow rate increases agreed with experiment. The radial thrust fluctuation due to the rotating stall was well evaluated by the simulation, and a considerable difference of phase angle between the stall cell position and the working direction of radial thrust was detected, which also agreed with experiment. On the basis of simulation result, the reason is found to be that the radial force acting on the impeller external wall at the liner ring section due to stall cell was not very small but comparable to that acting on the impeller blade and outer wall, while their working directions were roughly 100° different. This suggests that considering the leakage flow in numerical simulation is important to accurately predict the radial forces generated by rotating stall.

    DOI: 10.1088/1742-6596/2217/1/012031

    Scopus

  • 多重プロセス型キャビテーションモデルにおける輸送方程式に関する考察

    山田 晃久, 高峯 大輝, 津田 伸一, 渡邉 聡

    流体工学部門講演会講演論文集   2022 ( 0 )   OS07-24   2022年   eISSN:24242896

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    <p>Cavitation in fluid machinery can cause several problems such as degradation of performance, erosion, and so on. Therefore, the development of prediction methods for cavitation flow is an important research topic, and several cavitation models have been proposed. Multi-Process (MP) model, which is a homogenous one composed of multiple equations, can take account of main elementary processes in cavitation using the moment method for a size distribution function of cavitation bubbles. It is necessary to formulate the transport equations for each state variable based on appropriate assumptions. In this study, unsteady RANS simulation of the final stage model of a three-stage centrifugal pump using MP model was carried out to investigate the influence of the formulation of two kinds (types) of transport equations, i.e., advection-type and conservation-type. As a result, both types showed agreement with experiments in terms of head degradation curves, although differences were observed for cavity growth. In the conservation-type, bubble number density decreases in contrast to the increase in void fraction. It was confirmed that this suppresses the growth of cavities.</p>

    DOI: 10.1299/jsmefed.2022.os07-24

    CiNii Research

講演・口頭発表等

  • Numerical and Experimental Investigation on Fluid Force in a Centrifugal Pump under Cavitating Condition

    Taiki Takamine

    4th Asian Workshop on Hydraulic Machinery   2025年1月  Turbomachinery Society of Japan

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    開催年月日: 2025年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Kanagawa, Japan  

所属学協会

委員歴

  • ターボ機械協会   ターボ機械および船舶分野における次世代計算技術の実用化推進分科会 委員   国内

    2024年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  • 日本ターボ機械協会   流体性能の高精度予測と革新的流体設計分科会 委員   国内

    2022年4月 - 2024年3月   

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    団体区分:学協会

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 液体燃料ロケット用ターボポンプのキャビテーション動特性評価技術の構築

    研究課題/領域番号:25K01422  2025年4月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    渡邉 聡, 津田 伸一, 高峯 大輝

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    資金種別:科研費

    液体燃料ロケットの推進系システムの信頼性の向上に資するための,エンジンの心臓部であるターボポンプの信頼性評価技術を構築する.信頼性評価に必要なターボポンプの応答特性である動特性を高精度で取得可能な新規の流体加振系を開発し,再使用ロケット等を想定した広い運転範囲において動特性を獲得し,研究代表者が既に構築済みの理論解析と結合して,ターボポンプの信頼性評価技術を確立する.また,数値流体解析を実験と相互補完的に用いることで動特性の流体力学的解釈を導出し,ターボポンプの安定運転のための設計指針の確立を目指す.

  • 気泡の多分散性と複数の重要因子を考慮した合理的縮約モデルによるキャビテーション予測方法の構築

    2024年9月 - 2025年9月

    原田記念財団  第44回 水力学,流体力学,流体機械等自然科学分野における研究助成 

    高峯大輝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:寄附金