小尾 晋之介 (オビ シンノスケ)

Obi, Shinnosuke

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所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

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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, 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, 大学, その他

  • 1986年03月

    慶應義塾, 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, 大学, その他

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

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 流体工学 (Fluid Mechanics)

 

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

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    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

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    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。

  • 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

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    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

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    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。

  • Berechnung komplexer turbulenter Stroemungen mit einem Reynolds-Spannungsmodell

    小尾 晋之介, Erlangen大学(ドイツ), 1991年07月

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    レイノルズ応力方程式モデルによる複雑流動場の数値解析における諸問題点を明らかにし、有限体積法に基づく定式を提唱し、はく離を伴なう流れ場への適用を通じて手法の検証を行った。

論文 【 表示 / 非表示

  • Twin marine hydrokinetic cross-flow turbines in counter rotating configurations: A laboratory-scaled apparatus for power measurement

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

    Journal of Marine Science and Engineering (Journal of Marine Science and Engineering)  8 ( 11 ) 1 - 16 2020年11月

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    This article proposes an experimental apparatus design to measure the power of a cross-flow marine hydrokinetic turbine system operating in a laboratory water tunnel. Data, from one Hall sensor output signal, was processed to capture the three types of torque exerted on the turbines: mechanical loss, brake, and hydrodynamic torque. The method was then applied to compare the power of a twin turbine system in different counter-rotating configurations. Controlled by a hysteresis brake, the tip-speed-ratio was varied in a constant freestream velocity of 0.316 m/s. While the braking torque was independent of the speed, the mechanical loss was found to depend on the system rotational speed and the amount of mass mounted on the mechanical support. In a counter-rotating configuration, the turbines were synchronized through a pair of spur gears and timing pulleys. Operating at the average chord based Reynolds number of 8000, each turbine had three NACA0012 blades mounted at 15 pitch angle. The power coefficient results of 8 turbine configurations showed the tendency of power enhancement of counter-rotating configurations due to blade interaction and increase in blockage ratio. Comparison of the results suggested direct application in a river flow scenario and manipulation of the blade interaction for optimal power production. ◦

  • Wake characteristics comparison between isolated and pair configurations of marine hydrokinetic crossflow turbines at low Reynolds numbers

    Alayeto I.H., Doan M.N., Kumazawa K., Obi S.

    ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, AJKFluids 2019 (ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, AJKFluids 2019)  1 2019年

    ISSN  9780791859025

     概要を見る

    Wake characteristics and power coefficient of laboratory scaled marine hydrokinetic cross flow turbines were studied both experimentally and numerically. Single and turbine pair configurations were experimentally tested in a 3.5 m long, 0.3 m wide and 0.15 m deep water channel facility. Each turbine was built with three straight NACA0012 blades with chord 2.54 cm and 6.828 cm diameter, corresponding to a solidity of 1.2. The Reynolds number associated with the velocity given by the water pump and blade chord oscillated near 7000. Empirical power measurement was obtained multiplying the average torque by average rotational velocity. These measurements were obtained with a magnetic hysteresis brake utilized as control system and a Hall effect sensor used as speed transducer, respectively. Wake velocity profile was obtained by image processing of Particle Image Velocimetry (PIV) measurements at different positions. The empirical results were contrasted with numerical computational fluid dynamics (CFD) simulations carried out with Salome and OpenFoam. The computational model solved the Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (URANS) equations in 2 dimensions using the turbulence models k-? Shear Stress Transport (SST) and Spallart-Allmaras (SA). The experimental and numerical results show a clear difference of power coefficient and wake shape for both turbine configurations. This influence of two nearby blades on the flow can be exploited to obtain higher ratios of power per land area, leading to an increase of the overall generation of a power plant by a careful arrangement.

  • Computational fluid dynamic analysis of a marine hydrokinetic crossflow turbine in low Reynolds number flow

    Doan M.N., Alayeto I.H., Kumazawa K., Obi S.

    ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, AJKFluids 2019 (ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, AJKFluids 2019)  2 2019年

    ISSN  9780791859032

     概要を見る

    This study focuses on surveying different turbulence models and dynamic mesh techniques to simulate a marine hydrokinetic (MHK) crossflow turbine at Re ˜ 7,000. While several research projects have shown that studies of MHK devices in low Re flow could still yield interesting and significant results, existing computational fluid dynamic (CFD) simulations were conducted at the chord based Re of 10 ~ 10 . The wake and power production of a laboratory-scaled MHK crossflow turbine were numerically simulated and compared with relevant experimental data. The vertical axis turbine operated in a small flume with 20% blockage ratio and was fabricated by mounting three NACA0012 (2.54 cm chord length) straight blades at a radius of 3.41 cm and 15 pitch angle. Within OpenFOAM environment, blade-resolved models were built with Spalart-Allmaras, k-omega shear stress transport (SST), and k-kl-omega unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation (URANS) in both two and three dimensions. Results from each model were compared with the experimental power measurement and flow field obtained by monoscopic particle image velocimetry (2D PIV). Additionally, four different techniques for moving the solid boundaries (turbine blades) in the unsteady simulation were presented and compared in terms of solution consistency and required computational power. Overset mesh, time-deforming mesh, and moving immersed boundary are all available in this open source environment, beside the common rotating mesh technique, and possess the potential to be applied to a more complicated configuration of turbines. c 5 6 ?

  • Experimental study on modeled caudal fins propelling by elastic deformation

    Baba N., Obi S.

    American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM (American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM)  1 2018年

    ISSN  9780791851555

     概要を見る

    Copyright © 2018 ASME. The present study proposes a new device for the experiment of self-propelling bodies in the water. As opposed to the studies in the past whose experiments were often carried out in a water channel with a given freestream velocity, the new device allows the model to swim under an actual self-propelling condition. The adopted model mimics the caudal fin of various shapes and made of elastic material, and the self-propelling speed is investigated primarily as a function of the forcing frequency. The influence of the amplitude of forced vibration and the materials of different elasticity is also investigated. The flow field around the model fin has been measured by PIV to characterize the flow pattern produced by the fin-motion.

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

    Doan M., Alayeto I., Padricelli C., Obi S., Totsuka Y.

    American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM (American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM)  2 2018年

    ISSN  9780791851562

     概要を見る

    Copyright © 2018 ASME Power generation of laboratory-scaled marine hydrokinetic (MHK) cross-flow (vertical axis) turbines in counter-rotating configurations was scrutinized both experimentally and numerically. A tabletop experiment, designed around a magnetic hysteresis brake as the speed controller and a Hall-effect sensor as the speed transducer was built to measure the rotor rotational speed and the hydrodynamic torque generated by the turbine blades. A couple of counter-rotating straight-three-bladed vertical-axis turbines were linked through a transmission of spur gears and timing pulleys/belt and coupled to the electronic instrumentation via flexible shaft couplers. A total of 6 experiments in 3 configurations, with various relative distances and phase angles, were conducted in the water channel facility (3.5 m long, 0.30 m wide, and 0.15 m deep) at rotor diameter base Reynolds number of 20,000. The power curve of the counter-rotating turbines (0.068-m rotor diameter) was measured and compared with that of a single turbine of the same size. Experimental results show the tendency of power production enhancement of different counter-rotating configurations. Additionally, the two-dimensional (2D) turbine wakes and blade hydrodynamic interactions were simulated by the shear stress transport k-omega (SST k-omega) model using OpenFOAM. The computational domain included a stationary region and two rotating regions (for the case of counter-rotating turbines) set at constant angular velocities. The interface between the rotating and stationary region was modeled as separated surface boundaries sliding on each other. Velocity, pressure, turbulent kinetic energy, eddy viscosity, and specific dissipation rate field were interpolated between these boundaries.

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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(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(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(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(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

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    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

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    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

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    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

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    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

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 乱流のモデルと応用

    2021年度

  • 開放環境科学課題研究

    2021年度

  • 開放環境科学特別研究第2

    2021年度

  • 開放環境科学特別研究第1

    2021年度

  • 卒業研究

    2021年度

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社会活動 【 表示 / 非表示

  • 公益財団法人佐藤陽国際奨学財団 選考委員

    2018年09月
    -
    2020年08月
  • 公益財団法人佐藤陽国際奨学財団 選考委員

    2016年09月
    -
    2018年08月
  • TKT CAMPUS Asia Consortium国際評価パネル議長

    2015年12月
  • 公益財団法人佐藤陽国際奨学財団

    2014年09月
    -
    2016年08月
  • (独)大学評価・学位授与機構「キャンパス・アジア」モニタリング委員会

    2013年05月
    -
    2014年03月

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 特定非営利活動法人 日本脳神経血管内治療学会, 

    2015年
    -
    継続中
  • (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

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2021年05月
    -
    2022年02月

    令和3年度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05月
    -
    2023年03月

    海外留学支援制度(大学院学位取得型)実施委員会及び審査会 委員, (独)日本学生支援機構

  • 2021年04月
    -
    2022年03月

    国費外国人留学生選考委員会 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

  • 2021年04月
    -
    2022年03月

    アセアン工学系高等教育ネットワークプロジェクト・フェーズ4 国内支援委員会 委員長, (独)国際協力機構 

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