小尾　晋之介 (オビ　シンノスケ)

Obi, Shinnosuke

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 機械工学科 （矢上）

職名

教授

HP

外部リンク
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1988年03月
    -
    1991年03月

    ドイツ・エアランゲン大学, 工学部流体力学講座, 助手

  • 1991年04月
    -
    1993年03月

    慶應義塾大学理工学部, 助手

  • 1993年04月
    -
    1996年03月

    慶應義塾大学理工学部, 専任講師

  • 1994年04月
    -
    1996年03月

    東京大学生産技術研究所, 研究協力員

  • 1996年04月
    -
    2005年03月

    慶應義塾大学理工学部, 助教授

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1983年03月

    慶應義塾大学, 理工学部, 機械工学科

    大学, 卒業

  • 1984年07月

    エアランゲン大学, 工学部, 化学工学科流体力学講座

    ドイツ連邦共和国, 大学, その他

  • 1986年03月

    慶應義塾大学, 理工学研究科, 機械工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1986年10月

    エアランゲン大学, 工学部, 化学工学科流体力学講座

    ドイツ連邦共和国, 大学, その他

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 工学博士, エアランゲン大学, 論文, 1991年07月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学 (Fluid Mechanics)

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • 乱流工学ハンドブック

    小尾 晋之介, 朝倉書店, 2009年11月

    担当範囲: 266-269

    　概要を見る

    乱流工学にかかわる広範な知識の、21世紀初頭における体系化を試みたものである。初学者にとってこの分野の概要を把握し、個別のテーマについて基礎的事項を学ぶ入門書として、研究者にとって必要に応じて参照できる専門書として、技術者にとって実際の設計や製造の現場における参考書として、広く役立たせることが企図されている。

  • 機械工学便覧　基礎編α4　流体工学

    小尾 晋之介, 丸善, 2006年01月

    担当範囲: 52-53

    　概要を見る

    第6章乱流理論と乱流拡散のうち、6.4節乱流拡散について論じた。乱流拡散と拡散係数、運動量の輸送、熱量の拡散、大気乱流、圧縮性流体の乱流について概説した。

  • The Role of Pressure-Velocity Correlation in Oscillatory Flow Between a Pair of Bluff Bodies

    Obi S., Tokai N., Sakai K., Engineering Turbulence Modelling and Experiments 6, 2005年12月

    　概要を見る

    This chapter studies the role of pressure-velocity correlation in oscillatory flow between a pair of bluff bodies. Turbulence models based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) approach often fail to predict flows associated with massive separation, in contrast to large eddy simulation (LES) that correctly captures large-scale turbulent fluid motion typically found in such flows. It is generally recognized that the poor performance of the RANS models is due to the shortcomings of the statistical approach itself in representing the coherent structure in turbulence. This chapter considers turbulent flow measurements between two bluff bodies set in uniform flow in tandem arrangement. The velocity obtained with particle image velocimetry (PIV) are averaged with respect to either time or phase of periodic pressure oscillation induced by vortex shedding from the bluff body, that is, Reynolds decomposition or three-level decomposition. The Reynolds stress caused by periodic fluid motion is found excessively large compared with those related to turbulent fluctuation in entire flow field. The PIV data is used to solve discrete Poisson equation of instantaneous pressure. The effect of organized vortex motion is recognized as the strong correlation between velocity and pressure gradient, which explains the poor performance of RANS turbulence models in predicting this kind of flows. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

  • 混相流計測法

    小尾晋之介, 森北出版, 2003年03月

    担当範囲: 166-169

    　概要を見る

    29節「単相流の壁面せん断応力のレーザ計測」を担当。局所壁面せん断応力を光学的に計測する方法について、その原理と性能的な限界、実用に際しての注意点などについて解説した。

  • PIVハンドブック

    小尾晋之介, 森北出版, 2002年07月

    担当範囲: 242-244

    　概要を見る

    8.4.3節「速度場からの圧力推定」を担当。PIVで得られた速度場情報を圧力のポアソン方程式に代入して数値的に解析することで瞬時の圧力分布を推定する方法について述べた。

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Fluid Flow Induced By An Elastic Plate In Heaving Motion

    May Hlaing Win Khin, Kentaro Kato, Hyung Jin Sung, Shinnosuke Obi

    ASEAN Engineering Journal （Universiti Teknologi Malaysia)  12 （ 3 ） 1 - 9 2022年08月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者

    　概要を見る

    We perform three-dimensional simulations of an elastic plate heaving in a sinusoidal motion with different frequencies to explore the effects of the forcing heaving frequency on the hydrodynamic force generation and flow structures. It is aimed to simulate the motion of a rectangular elastic plate, representing a simplified flexible wing or fin, placed in an open water tank as in a corresponding experimental study. The top edge of the plate oscillates sinusoidally in water at rest. Simulations are conducted for the fluid structure interaction of an elastic plate with a special version of the open-source library C++ OpenFOAM, foam-extend-3.2. The plate oscillates at different heaving frequencies in a range of 3.5 Hz and 4.5 Hz. Experiments are carried out to validate our simulations. The results are in a good agreement with the experiment in terms of the representation of the resonant frequency and the induced hydrodynamic forces. It is found that the hydrodynamic force and propulsive efficiency are mainly affected by the elastic deformation and forcing heaving frequencies. The generated thrust is observed to be significantly enhanced at the resonant frequency, while the propulsive efficiency is increased at the heaving frequency which is greater than the resonant frequency. The results of our simulations point to the importance of resonant flapping frequency for considering the optimal heaving frequency to achieve the best performance and to get the improved thrust force, which are crucial for the locomotion of birds, insects, fishes, flapping-based micro air and underwater vehicles.

    Keywords: Flexible wing, fluid structure interaction, resonant frequency, thrust force, underwater vehicles

  • Numerical study of the dynamic stall effect on a pair of cross-flow hydrokinetic turbines and associated torque enhancement due to flow blockage

    Doan M.N., Obi S.

    Journal of Marine Science and Engineering （Journal of Marine Science and Engineering)  9 （ 8 ）  2021年08月

    　概要を見る

    An open-source 2D Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) simulation model was presented and applied for a laboratory-scaled cross-flow hydrokinetic turbine and a twin turbine system in counter-rotating configurations. The computational fluid dynamics (CFD) model was compared with previously published experimental results and then used to study the turbine power output and relevant flow fields at four blockage ratios. The dynamic stall effect and related leading edge vortex (LEV) structures were observed, discussed, and correlated with the power output. The results provided insights into the blockage effect from a different perspective: The physics behind the production and maintenance of lift on the turbine blade at different blockage ratios. The model was then applied to counter-rotating configurations of the turbines and similar analyses of the torque production and maintenance were conducted. Depending on the direction of movement of the other turbine, the blade of interest could either produce higher torque or create more energy loss. For both of the scenarios where a blade interacted with the channel wall or another blade, the key behind torque enhancement was forcing the flow through its suction side and manipulating the LEV.

  • Flow field measurement of laboratory-scaled cross-flow hydrokinetic turbines: Part ii—the near-wake of twin turbines in counter-rotating configurations

    Doan M.N., Kawata T., Obi S.

    Journal of Marine Science and Engineering （Journal of Marine Science and Engineering)  9 （ 7 ）  2021年07月

    　概要を見る

    Cross-flow hydrokinetic turbines have sparked interest among fluid dynamicists for their potential for power enhancement in paired configuration. Following the first part of a laboratory-scaled turbine wake measurement project, this second part presents a monoscopic particle image velocimetry measurement of the near-wake of two cross-flow hydrokinetic turbines in six different counter-rotating configurations. The turbines operated in a small water flume at an average diameter-based Reynolds number of 2 × 104 with the incoming streamwise velocity of 0.316 m/s. The six configurations included two turbine separation distances, two turbine phase angles differences, and two different relative incoming flow angles. Similar to the observation of the single turbine configurations in part I, a correlation between flow field structures and the corresponding power output was observed. Effects of each parameter of the counter-rotating configurations are further discussed, which suggest guidelines for setting up multiple devices in a power farm. This article is accompanied by all full numeric data sets and videos of the results.

  • Flow field measurement of laboratory-scaled cross-flow hydrokinetic turbines: Part i—the near-wake of a single turbine

    Doan M.N., Kai Y., Kawata T., Obi S.

    Journal of Marine Science and Engineering （Journal of Marine Science and Engineering)  9 （ 5 ）  2021年05月

    　概要を見る

    Recent developments in marine hydrokinetic (MHK) technology have put the cross-flow (often vertical-axis) turbines at the forefront. MHK devices offer alternative solutions for clean marine energy generation as a replacement for traditional hydraulic turbines such as the Francis, Kaplan, and Pelton. Following previous power measurements of laboratory-scaled cross-flow hydrokinetic turbines in different configurations, this article presents studies of the water flow field immediately behind the turbines. Two independent turbines, which operated at an average diameter-based Reynolds number of approximately 0.2 X 105, were driven by a stepper motor at various speeds in a closed circuit water tunnel with a constant freestream velocity of 0.316 m/s. The wakes produced by the three NACA0012 blades of each turbine were recorded with a monoscopic particle image velocimetry technique and analyzed. The flow structures with velocity, vorticity, and kinetic energy fields were correlated with the turbine power production and are discussed herein. Each flow field was decomposed into the time averaged, periodic, and random components for all the cases. The results indicate the key to refining the existed turbine design for enhancement of its power production and serve as a baseline for future comparison with twin turbines in counter-rotating configurations.

  • Observation and discussion of leading edge vortex shedding from laboratory-scaled cross-flow hydrokinetic turbines in counter-rotating configurations

    Doan M., Kai Y., Kawata T., Alayeto I., Obi S.

    American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM （American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM)  3 2021年

    ISSN  08888116

    　概要を見る

    In 2011, John Dabiri proposed the use of counter-rotating vertical-axis wind turbines to achieve enhanced power output per unit area of a wind farm. Since then, various studies in the wind energy and marine hydrokinetic (MHK) literature have been dedicated to pairs of vertical axis turbines in both co-rotating and counter-rotating configurations, in terms of their power production, wake characterization, and optimal array design. Previous experimental works suggest an enhancement of up to 27.9% in the system power coefficient of pair configurations compared to a single turbine. Additionally, previous numerical studies have indicated that the increased power output is correlated with higher torque on the turbine blades which correspondingly produces a stronger leading edge vortex. This paper presents an extended investigation into a pair of laboratory scaled cross-flow hydrokinetic turbines in counter-rotating configurations. Experiments were conducted to observe, compare, and discuss the leading edge vortex shedding from the turbine blades during their positive torque phase. The turbines operated in a small water flume at the diameter-based Reynolds number of 22,000 with a 0.316 m/s freestream velocity and 4% turbulent intensity. Using a monoscopic particle image velocimetry setup, multiple realizations of the water flow around each blade at their positive torque phase were recorded and phase-averaged. Results show consistent leading vortex shedding at these turbine angles while a correlation between the turbine power performance and the vortex size and strength was observed.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • Experimental and computational fluid dynamic analysis of laboratory-scaled counter-rotating cross-flow turbines in marine environment

    小尾 晋之介

    ASME 2018 5th Joint US-European Fluids Engineering Summer Conference (Montreal, Quebec, Canada) , 

    2018年07月
    , 

    口頭発表（一般）, ASME FED

  • Experimental study on modeled caudal fins propelling by elastic deformation

    小尾 晋之介

    ASME 2018 5th Joint US-European Fluids Engineering Summer Conference (Montreal, Quebec, Canada) , 

    2018年07月
    , 

    口頭発表（一般）, ASME FED

  • Measurement of the fluctuating pressure on the shroud wall of a hard-disk drive model

    小尾 晋之介

    9th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer (Rio de Janeiro) , 

    2018年07月
    , 

    口頭発表（一般）, International Center for Heat and Mass Transfer

  • Emergent Issues in Education at Japanese Universities

    小尾 晋之介

    NAFSA2018 Annual Conference & Expo (Philadelphia, PA) , 

    2018年05月
    , 

    口頭発表（一般）, NAFSA

  • Regional Report: Some national projects for internationalization of universities in Japan

    小尾 晋之介

    Asia Pacific Association of International Education Conference 2018 (Singapore) , 

    2018年03月
    , 

    その他, Asia Pacific Association of International Education

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Works 【 表示 ／ 非表示 】

  • 回転体における流体関連振動の実験－HDDの空力特性－

    小尾 晋之介

    2013年03月
    -
    継続中
    , 

    その他, 単独

    　発表内容を見る

    ハードディスクドライブ（HDD）の内部は高レイノルズ数の乱流場である．速度変動や圧力変動がディスクやデータ読み書きのヘッドアームなどに及ぼす影響は無視できず，これらを抑える試みが数多く行われ，一部は製品に採用されている．ディスク振動と乱流場に関係があることは原理としては分かっているが，それを低減させることは容易ではない．この講義では実験と数値シミュレーション両面のアプローチによる流れの基本的な構造の理解と，HDDにおける流体関連振動の低減を目指した実験的な試みについて紹介する．

  • Double Degree Strategy at Keio University Graduate School of Science and Technology

    小尾 晋之介

    2013年01月
    , 

    その他, 単独

    　発表内容を見る

    慶應義塾大学理工学部・大学院理工学研究科で取り入れているダブルディグリープログラムについて、実績と内容について紹介した。2005年に導入したフランス・エコールサントラルグループとの交流では2012年9月時点で日本人派遣者数累積47名、フランス人受け入れ同74名、学位授与者同62名を数える。2010年度に開始した修士課程のTIMEプログラムでは5校に累計13名を派遣した。

  • 同志社大学国際高等教育シンポジウム「国際学生教育のためのFD」

    小尾 晋之介

    京都, 

    2011年03月
    , 

    その他, 単独

    　発表内容を見る

    エコールセントラルグループやT.I.M.E.グループを中心としたダブルディグリープログラム他、多数の留学生を受け入れている慶應義塾大学理工学部における、留学生教育についての課題について話題提供し討論を行った。

  • ダブルディグリーによる国際工学教育

    小尾 晋之介

    仙台, 

    2010年08月
    , 

    その他, 単独

    　発表内容を見る

    工学教育の国際化への取り組みの事例として慶應義塾大学理工学部・大学院理工学研究科で行われているダブルディグリープログラムの概要を紹介した。

  • Bologna from Outside - Reception and Impacts in Asia/Japan

    小尾 晋之介

    Siegburg, Germany, 

    2009年04月
    , 

    その他, 単独

    　発表内容を見る

    The reception and impacts by Bologna process on the higher education policy in Asia/Japan are reported. The impact on ASEAN region is remarkable, while it is not visible in Japan. Keio University's activities in international education program are presented with particular interest on double degree program runnning with European partners.

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本機械学会流体工学部門 部門賞

    小尾　晋之介, 2021年11月, 一般社団法人 日本機械学会

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会第78期流体工学部門賞「貢献表彰」

    小尾 晋之介, 2000年09月

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

    　説明を見る

    講演論文集のCD-ROM化を担当し，電子原稿書式の検討，テンプレートの作成，原稿の受取りと取りまとめ等を献身的に行い，部門講演会で初のCD-ROM化を実現した．

  • 平成９年度　日本流体力学会賞「竜門賞」

    小尾 晋之介, 1998年02月, 日本流体力学会

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 乱流のモデルと応用

    2022年度

  • コンピュータシミュレーションの基礎

    2022年度

  • 開放環境科学課題研究

    2022年度

  • 機械工学創造演習

    2022年度

  • 開放環境科学特別研究第２

    2022年度

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社会活動 【 表示 ／ 非表示 】

  • 公的財団法人佐藤陽国際奨学財団 選考委員

    公的財団法人佐藤陽国際奨学財団

    2014年
    -
    2022年06月

  • 公益信託三井物産インドネシア奨学基金

    2012年12月
    -
    継続中

  • TKT CAMPUS Asia Consortium国際評価パネル議長

    2015年12月
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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • （社）土木学会, 

    2003年
    -
    継続中

  • （社）日本ガスタービン学会, 

    2001年
    -
    継続中

  • （社）日本伝熱学会, 

    1997年
    -
    継続中

  • （社）日本機械学会, 

    1994年
    -
    継続中

  • （社）可視化情報学会, 

    1994年
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2022年04月
    -
    2022年09月

    東京工業大学スーパーグローバル大学創成支援事業（SGU）外部評価委員, 国立大学法人東京工業大学

  • 2021年06月
    -
    2022年03月

    国費外国人留学生現地選考試験問題作成事業選定委員会　委員, 文部科学省

  • 2021年06月
    -
    2022年03月

    日本留学海外拠点連携推進事業実施委員会　委員, 文部科学省

  • 2021年05月
    -
    2023年02月

    先導的大学改革推進委託事業審査委員会 委員, 文部科学省　

  • 2021年04月
    -
    2023年03月

    代議員, 一般社団法人　日本流体力学会

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