研究者詳細 - 横森　剛

横森　剛（ヨコモリ　タケシ）

Yokomori, Takeshi

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

http://www.yokomori.mech.keio.ac.jp/

外部リンク

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経歴【表示／非表示】

2003年10月

-

2004年04月

東北大学流体科学研究所産学官連携研究員
2004年04月

-

2007年03月

日本学術振興会特別研究員（ＰＤ）東北大学流体科学研究所
2005年04月

-

2006年03月

米国プリンストン大学航空宇宙・機械学科客員研究員
2007年04月

-

2013年03月

慶應義塾大学理工学部機械工学科専任講師
2011年04月

-

2013年03月

慶應義塾大学日吉2年生クラス担任

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学歴【表示／非表示】

1998年03月

慶應義塾大学, 理工学部, 機械工学科

大学, 卒業
2000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
2003年09月

慶應義塾大学, 理工学研究科, 開放環境科学専攻

大学院, 単位取得退学, 博士

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学位【表示／非表示】

博士（工学）, 慶應義塾大学, 課程, 2004年03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） / 熱工学（Thermal Engineering）

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研究キーワード【表示／非表示】

レーザー計測
反応性熱流体
火炎
燃焼
燃焼合成

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研究テーマ【表示／非表示】

蛍光ナノ粒子の燃焼合成法の開発,

2005年

-

継続中
多孔質微粒子の燃焼合成法の開発,

2010年

-

継続中
コアシェル微粒子の燃焼合成法の開発,

2010年

-

継続中
カーボンナノチューブの燃焼合成法の開発,

2002年

-

2009年
触媒燃焼反応制御に関する研究,

2006年

-

継続中

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論文【表示／非表示】

Numerical study on propagation and NO reduction behavior of laminar stratified ammonia/air flames

Tomidokoro T., Yokomori T., Im H.G.

Combustion and Flame （Combustion and Flame） 241 2022年07月

ISSN 00102180

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In recently developed ammonia combustion technologies such as swirl flow and staged combustion, locally rich or lean pockets of unburned mixtures may occur due to insufficient mixing. This results in a premixed flamelet propagating into a gradually leaner or richer mixture. The present study aims to numerically investigate the propagation of laminar ammonia/air premixed flames in compositionally stratified mixtures. Results indicate that the flame speed in a rich-to-lean stratified mixture is increased from that in corresponding homogeneous mixtures at each local equivalence ratio. In contrast, the stratified flame speed is decreased in a lean-to-rich stratified mixture. The response of the stratified flame speed is attributed to variation in the amount of H2 in the burned gas. In the rich-to-lean stratified flame, an extra amount of H2 diffuses into the reaction zone to enhance chain-branching reactions which produce H radicals. The increased H radicals then promote dehydration reactions, resulting in an increased fuel consumption rate. In the lean-to-rich stratified flame, the opposite process takes place. The above mechanism is similar to the so-called back-support effect observed in methane/air stratified flames. Meanwhile, in both rich-to-lean and lean-to-rich stratified flames, additional NO reduction occurs in the stoichiometric region of the burned gas. This is facilitated by unburned ammonia diffusing from the neighboring rich burned gas mixing with O/H radicals diffusing from the neighboring lean burned gas, resulting in a production of extra NHi radicals which readily reduce NO. Therefore, NO emission in stratified flames is expected to be lower than that estimated from the emission characteristics in homogeneous mixtures. Although similar to the well-known thermal DeNOx mechanism, the current NO reduction process occurs under a much higher temperature due to the abundance of radical species. A similar phenomenon is expected to be observed in a triple flame configuration, which requires future investigations.
- Access to Document (DOI)
Experimental Investigation of the Effects of Fuel Injection on the Cycle-to-Cycle Variation of the In-Cylinder Flow in a Direct-Injection Engine Using High-Speed Particle Image Velocimetry Measurement

Kaneko Y., Nagashima T., Tomidokoro T., Matsuda M., Yokomori T.

SAE International Journal of Engines （SAE International Journal of Engines） 15 （ 6 ） 2022年02月

ISSN 19463936

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In a direct-injection (DI) engine, the in-cylinder flow is complex. Fluctuations of DI and in-cylinder flow, and the relationships between those fluctuations, are considered to affect the cycle-to-cycle variation (CCV) of combustion. However, neither the relationship between the injection conditions and the CCV of the in-cylinder flow nor the effect of the in-cylinder tumble flow on the spray has been clarified in detail. In this study, a single-cylinder optical engine was used to perform high spatial resolution particle image velocimetry (PIV) measurements and to photograph spray behavior throughout the cylinder. The spray timing was changed to investigate the timing's effects on the in-cylinder flow, the CCV, and tumble vortex center behavior. The penetration length was calculated from the spray images and compared with the PIV measurement results. The PIV results showed that the behavior of the bulk flow in the cylinder, the position of the center of the tumble vortex, and the CCV of the velocity changed depending on the presence or absence of DI and the injection timing. The overall trend was that the shorter the time elapsed after injection, the stronger the effect on the in-cylinder flow remained. The results of spray imaging revealed that the ambient flow velocity affected the direct spray at the time of injection when the flow velocity was high in the spray direction and that the spray extended faster. In addition to the advantage of the longer diffusion time, the fast in-cylinder flow in the same direction as the direct jet did not cause much momentum exchange with the spray, while making it easier for the spray to diffuse throughout.
- Access to Document (DOI)
火炎を用いたコアシェル粒子合成技術

横森剛, 富所拓哉

日本燃焼学会誌（一般社団法人日本燃焼学会） 63 （ 205 ） 201 - 209 2021年

ISSN 1347-1864

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<p>Core shell particles comprise a core content and a coating shell of another material. The core shell structure can realize a new functional material that cannot be realized by a particle which has only a single composition. Wet chemical synthesis is commonly used in the fabrication of core–shell particles, but recently, some reports on flame aerosol synthesis of core-shell particles have been published. Flame aerosol synthesis can offer continuous one-step production process including high-temperature treatment, and results in high-purity fine crystalline particles. Therefore, it is expected that flame aerosol synthesis method for core-shell particles will be further developed in the future. In this paper, we explain the details of flame aerosol synthesis method for core-shell particles and give an interpretation of the physical processes.</p>
- Access to Document (DOI)
- CiNii Research
共添加燐光体における異波長ライフタイム特性とその２波長ライフタイム同時測定による温度測定性能向上

松下佑樹, 横森剛

日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集（一般社団法人日本機械学会） 2021 （ 0 ） 10A15 2021年

　概要を見る

<p>The effects of co-doping in phosphors and the use of co-doped phosphors to extend the temperature measurement range were experimentally investigated in terms of the lifetime method. Such effects can be evaluated by comparing the single and double luminescent centers. In this study, YAG:Tb, YAG:Cr and YAG:Cr,Tb were prepared by sol-gel method and the luminescence intensity was measured under excitation by the 4<sup>th</sup> harmonic of Nd:YAG laser. In order to improve the temperature measurement performance of YAG:Cr,Tb, it is desirable to divide it into two wavelength regions with a threshold around 600 nm, and to switch between the two regions depending on the temperature range when performing temperature measurement by the lifetime method. The absolute lifetime sensitivity <i>S<sub>A</sub></i> is a suitable index to use when dividing the temperature region into two regions, resulting in switching at around 800 K. The lifetime of the Cr-derived luminescence is slightly longer, while that of the Tb-derived luminescence is about 10 times shorter.</p>
- Access to Document (DOI)
- CiNii Research
リーンバーンSIエンジンにおけるノッキング検出精度向上に関する研究

岡田力也, 安武優希, 御代川慎司, 富所拓哉, 横森剛

日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集（一般社団法人日本機械学会） 2021 （ 0 ） 10A16 2021年

　概要を見る

<p>The purpose of this study was to improve the accuracy of knock detection for lean burn SI engines. In this study, we conducted an experiment to observe autoignition in an engine cylinder using a borescope and a high-speed camera under an air excess ratio of 2.1. In addition, the resonance frequency of each vibration mode by knocking and the knock intensity were also calculated from the in-cylinder pressure history. Autoignition was optically observed in all cycles with a knock intensity of more than 20 kPa or more, and in some cycles with that of less than 20 kPa. We compared the vibration caused by combustion and it caused by autoignition. As a result, by distinguishing between the vibration caused by combustion and it caused by autoignition using window functions, a knocking cycle that could not be detected by the conventional index was detected.</p>
- Access to Document (DOI)
- CiNii Research

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KOARA（リポジトリ）収録論文等【表示／非表示】

噴霧燃焼法を利用したコアシェル酸化物微粒子の新規合成手法の構築

横森, 剛

科学研究費補助金研究成果報告書 2016年
コツコツが必要で大事

横森, 剛

新版窮理図解（慶應義塾大学理工学部）（ 18 ） 2014年11月
Work assiduously : this is the key to success

横森, 剛

New Kyurizukai （Faculty of Science and Technology, Keio University）（ 18 ） 2014年11月
共添加型蛍光微粒子をトレーサとする燃焼反応場の温度・速度二次元非接触同時測定法

横森, 剛

科学研究費補助金研究成果報告書 2012年
蒸気前駆物質を用いた蛍光ナノ粒子の気相燃焼合成と粒子サイズ制御に関する研究

横森, 剛

科学研究費補助金研究成果報告書 2009年

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総説・解説等【表示／非表示】

燐光体を利用した温度計測の基礎と原理

横森剛, 石和田尚弘

日本燃焼学会誌（一般社団法人日本燃焼学会） 62 （ 201 ） 234 - 241 2020年08月

記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著, ISSN 1347-1864

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Accurate and reliable temperature measurements are crucial to improve the thermal efficiency and optimize the design of products because temperature is an important parameter to understand heat conduction, convention, radiation, and chemical reactions. The emission properties of phosphors are sensitive to temperature, hence, phosphor thermometry can make remote temperature sensing. Accordingly, phosphor thermometry has received considerable attention as a versatile alternative to conventional temperature measurement techniques. This article describes the principles and fundamental aspects of phosphor thermometry, that is, principles of luminescence, temperature dependences of luminescence characteristics and how to use those dependence characteristics such as life time method and spectral intensity ratio method.
- Access to Document (DOI)
感温燐光体を利用した二色法による非接触温度計測

横森剛，石和田尚弘

伝熱（日本伝熱学会） 58 （ 245 ） 15 - 20 2019年10月

記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著
ガソリンエンジンにおける筒内流動の高時間分解能PIV計測

松田昌祥, 横森剛

画像ラボ 30 （ 9 ） 45 - 51 2019年09月

記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 共著
SIP「革新的燃焼技術」ガソリン燃焼チームの研究成果‐高効率ガソリンエンジンのためのスーパーリーンバーン研究開発‐

飯田訓正, 横森剛, 津江光洋, 北川敏明, 小酒英範, 三好明, 森吉泰生

日本燃焼学会誌（日本燃焼学会） 61 （ 197 ） 178 - 192 2019年

記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- Access to Document (DOI)
PIVを用いたエンジン筒内の流動計測技術

横森剛, 松田昌祥

計測と制御 57 （ 5 ） 313 - 317 2018年05月

記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

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研究発表【表示／非表示】

Effect of Surfactant on the Methane Hydrate Combustion

K. Mizuochi, T. Yokomori, R. Ohmura, T. Ueda

37th International Symposium on Combustion （Dublin, Ireland） ,

2018年07月
,
ポスター発表, The Combustion Institute

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4P229
Direct Combustion Noise from the Hydrogen-air Turbulent Lean Premixed Low-swirl Jet Flames

Y. Iwasaki, S. Tachibana, S. Yoshida, K. Kato, T. Yokomori

37th International Symposium on Combustion （Dublin, Ireland） ,

2018年07月
,
ポスター発表, The Combustion Institute

　概要を見る

2P230
Numerical Investigation of the Combustion of a Sphere of Methane Hydrate

T. Lafarge, T. Ueda, T. Yokomori

37th International Symposium on Combustion （Dublin, Ireland） ,

2018年07月
,
ポスター発表, The Combustion Institute

　概要を見る

2P101
Criterion of the Transition from Quasi-Steady State to Non-Steady State Motion of Laminar Stagnating Premixed Flames with Fuel Concentration Oscillation

T. Ueda, D. Kawasaki, K. Kashiwagi, T. Yokomori

37th International Symposium on Combustion （Dublin, Ireland） ,

2018年07月
,
ポスター発表, The Combustion Institute

　概要を見る

1P090
Numerical Simulation of Soot Particle Growth Including Sintering

T. Kim, K. Takigawa, T. Yokomori

37th International Symposium on Combustion （Dublin, Ireland） ,

2018年07月
,
ポスター発表, The Combustion Institute

　概要を見る

2P045

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競争的研究費の研究課題【表示／非表示】

水素の希薄燃焼においてリスクとなる不安定燃焼の全容解明とAI予兆検知技術の構築

2022年04月

-

2025年03月

科学研究費助成事業, 黒瀬良一, 庄司烈, 立花繁, 横森剛, PILLAI ABHISHEKLAKSHMAN, 基盤研究(A), 未設定

　研究概要を見る

近年，化石エネルギーからカーボンフリーエネルギーへの大転換が避けられない喫緊の課題となっている．水素は，その燃焼過程において二酸化炭素を全く排出しない究極のカーボンフリー燃料として，様々な燃焼装置への利用が期待されている．しかし，水素の希薄燃焼は，装置損傷の原因となる不安定燃焼を引き起こすリスクがある．そこで，本研究では，不安定燃焼として特に問題視されている燃焼振動とフラッシュバックに着目し，精巧な実験と高精度の数値解析により，これらの発生メカニズムと詳細特性を明らかにする．また，不安定燃焼の事前察知・抑制を目指し，不安定燃焼が発生する予兆の検知をAIとの連携により実現する技術を構築する．
乱流希薄予混合旋回火炎から生じる燃焼騒音の発生・変調メカニズムの解明

2019年04月

-

2022年03月

京都大学, 科学研究費助成事業, 黒瀬良一、立花繁, 横森剛, 基盤研究(B), 未設定

　研究概要を見る

航空機用や産業用に用いられるガスタービンエンジンから発生する騒音は，ファンや排気ジェットを音源とする流体騒音と燃料/酸化剤の発熱反応を音源とする燃焼騒音とに大別される．近年，流体騒音の低減が着実に進んでいる一方で，燃焼騒音の寄与率が急激に上昇し，その低減が喫緊の課題とされている．しかし，燃焼騒音については，その発生メカニズムすら十分に理解されていない．また，燃焼騒音は壁反射や乱流渦等の外的因子により変調するが，その影響についてはこれまで議論されていない．本研究では，水素の乱流希薄予混合旋回火炎を対象に実験と数値解析を併用することより，燃焼騒音の発生・変調メカニズムを明らかにすることを目指す．
平成27年度火炎伝播方向が高分子材料内部の温度分布に与える影響評価

2015年09月

-

2016年03月

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）, 横森剛, 受託研究, 研究代表者
高効率ガソリンエンジンのためのスーパーリーンバーン研究開発

2014年10月

-

2019年03月

独立行政法人科学技術振興機構, 戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「革新的燃焼技術」, 飯田訓正, 補助金, 研究分担者
平成26年度「火災安全性向上に向けた固体材料の燃焼現象に対する重力影響の評価」に関わる宇宙実験のデータ解析等（特に固体内部温度の計測）

2014年08月

-

2015年03月

国立大学法人豊橋技術科学大学, 横森剛, 共同研究契約, 研究代表者

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知的財産権等【表示／非表示】

点火プラグ

出願日： 2018-023533 2017年12月

特許権, 共同
燃焼制御方法

出願日：特願2016-163095 2016年08月

公開日：特開2018-31500 2018年03月

特許権, 共同
燃焼制御方法

出願日：特願2016-162824 2016年08月

公開日：特開2018-31499 2018年03月

特許権, 共同
温度及び酸素濃度測定装置

出願日：特願2014-019213 2014年02月

公開日：特開2015-145852 2015年08月

発行日：特許6264912号 2018年01月

特許権, 共同
加熱調理器の制御装置

出願日：特願2011-209681 2011年09月

公開日：特開2013-72562 2013年04月

特許権, 共同

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受賞【表示／非表示】

日本機械学会熱工学部門一般表彰貢献表彰

2016年10月, 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
日本機械学会関東支部関東学生会第55回学生員卒業研究発表会優秀講演賞

松田昌祥, 藤澤直己, 横森剛, 2016年03月, 日本機械学会, 高速PIV 計測および数値計算を用いたガソリンエンジンにおける筒内流動解析

受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
日本機械学会若手優秀講演フェロー賞

篠直希, 2015年11月, 日本機械学会, 蛍光粒子を利用したガス流二次元温度・速度同時測定法の開発

受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
日本機械学会関東支部関東学生会第54回学生員卒業研究発表会優秀講演賞

小川裕太, 楠拓朗, 横森剛, 2015年03月, 日本機械学会, 二段火炎を導入したコアシェル粒子噴霧燃焼合成法の開発

受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
日本機械学会関東支部関東学生会第54回学生員卒業研究発表会優秀講演賞

荻真太郎, 岡野紗耶, 横森剛, 2015年03月, 日本機械学会, 燐光体の発光特性を利用した温度・酸素濃度同時測定手法の開発

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】

理工学基礎実験

2024年度
開放環境科学課題研究

2024年度
開放環境科学特別研究第２

2024年度
開放環境科学特別研究第１

2024年度
工場見学

2024年度

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社会活動【表示／非表示】

日本燃焼学会平成25年度先進的燃焼技術の調査研究委員会新概念燃焼技術小委員会

2013年12月

-

2014年03月
日本伝熱学会

2013年06月

-

継続中
日本燃焼学会震災後の社会・エネルギー情勢に必要とされる燃焼利用技術の調査研究分科会

2013年04月

-

継続中
日本機械学会熱工学部門

2013年04月

-

継続中
日本機械学会熱工学部門総務委員会

2013年04月

-

継続中

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所属学協会【表示／非表示】

ゼロエミッションモビリティパワーソース研究コンソーシアム,

2020年04月

-

継続中
自動車技術会,

2016年01月

-

継続中
日本液体微粒化学会,

2015年01月

-

継続中
日本機械学会,

2006年06月

-

継続中
American Institute of Aeronautics and Astronautics,

2006年01月

-

2008年12月

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委員歴【表示／非表示】

2015年04月

-

2016年03月

Japanese Scientific Committee, The First Pacific Rim Thermal Engineering Conference
2014年04月

-

継続中

委員, 文部科学省科学技術政策研究所科学技術動向研究センター
2014年04月

-

継続中

委員, 日本機械学会熱工学部門運営委員会
2014年04月

-

継続中

委員, 日本機械学会熱工学部門部門賞委員会
2014年04月

-

継続中

幹事, 日本機械学会熱工学部門総務委員会

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