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前川 一真大学院海事科学研究科 海事科学専攻助教
研究活動情報
■ 受賞- 2017年05月 公益社団法人 日本マリンエンジニアリング学会, 奨励賞, 海上輸送のための外部加熱型MgB2液面センサーによる液体水素タンク内部のスロッシングの基礎研究学会誌・学術雑誌による顕彰
- 2017年05月 公益社団法人 日本マリンエンジニアリング学会, ロイドレジスター奨励賞, 海上輸送のための外部加熱型MgB2液面センサーによる液体水素タンク内部のスロッシングの基礎研究学会誌・学術雑誌による顕彰
- 2023年10月, Proceedings of the 28th International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2022, 70, 1108 - 1115, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Cryogenic Association of Japan, 2022年, 低温工学, 57(1) (1), 39 - 45研究論文（学術雑誌）
- 公益社団法人 低温工学・超電導学会 (旧 社団法人 低温工学協会), 2020年, 低温工学, 55(1) (1), 14 - 21, 日本語
To develop basic technologies for the marine transportation of hydrogen energy, a liquid hydrogen experiment facility (LHEF) has been designed and constructed at the Fukae campus of Kobe University. This LHEF consists of an experiment room, a measurement room, a H2 gas vent line, a vacuum pumping line, high-pressure gas security equipment, etc. A liquid hydrogen (LH2) optical cryostat equipped with a vacuum jacket, a liquid nitrogen space (15 L) and LH2 space (20 L) has been installed in the experiment room. This paper explains the details of constructing the LHEF, including countermeasures for high-pressure gas security and experimental results using LH2 obtained so far.
[査読有り][招待有り] - 電気評論社, 2019年08月, 電気評論, 104(8) (8), 56 - 60, 日本語若手研究者を中心とした研究・技術開発の取り組み 超伝導液面センサーを用いた液体水素タンク内部のスロッシング現象の解明[招待有り]
- IOP Publishing, 2019年04月, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 502, 012092, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- MDPI, 2018年10月, Sensors, 18(11) (11), 3694, 英語[査読有り][招待有り]研究論文（学術雑誌）
- Institute of Physics Publishing, 2017年12月, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 278(1) (1), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The Japan Institute of Marine Engineering (JIME), 2017年10月, Proceedings of the International Symposium on Marine Engineering (ISME), 467 - 470, 英語Hydraulic Characteristics of Helical-Type Seawater MHD Power Generator Tested in Shallow Water Tank[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2017年06月, IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, 27(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 公益社団法人 日本マリンエンジニアリング学会, 2016年05月, 日本マリンエンジニアリング学会誌, 51(3) (3), 125 - 131, 日本語
We aim to provide basic technology for the marine transportation of liquid hydrogen (LH2). As one of the basic technologies, we are currently developing an external-heating-type superconducting magnesium diboride (MgB2) level sensor for large liquid hydrogen tanks. The optimization of sensor performance and the effect of sensor length on thermal response were previously reported. Sloshing inside a liquid hydrogen tank, which is predicted to be more complex than that of liquefied natural gas (LNG), has not yet been clarified. In this study, we examined sloshing in a small liquid hydrogen tank using multiple external-heating-type MgB2 sensors since these sensors exhibit good level-detection characteristics. As a result, the liquid level detection error from these sensors was up to about 4 mm, thereby showing good characteristics of dynamic level detection. Moreover, sloshing measurements with five level sensors were carried out successfully.
[査読有り]研究論文（学術雑誌） - 2015年, Physics Procedia, 67, 208 - 214, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2015年, Physics Procedia, Vol.67, pp.208-214, 67, 1164 - 1168, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2015年, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 101, 012156, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 神戸大学, 2014年07月, 神戸大学大学院海事科学研究科紀要, 11, 54 - 58, 日本語研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 2014年07月, 日本マリンエンジニアリング学会誌, 49(4) (4), 122 - 128, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 神戸大学, 2013年07月, 神戸大学大学院海事科学研究科紀要, 10, 74 - 81, 日本語液化水素用外部加熱型MgB_2液面センサーの温度分布のシミュレーション解析研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 神戸大学, 2013年07月, 神戸大学大学院海事科学研究科紀要, 10, 68 - 73, 日本語2000L液化水素タンク輸送のためのシミュレーション解析研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 2013年02月, Proceedings of ICEC 24-ICMC 2012, 59 - 62, 英語Thermal response of MgB2 level sensor for liquid hydrogen using external heater[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2013年02月, Proceedings of ICEC 24-ICMC 2012, 311 - 314, 英語Synchronous measurements of liquid level, temperature and pressure inside a 2000 liter liquid hydrogen tank during a truck transportation[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 神戸大学, 2012年07月, 神戸大学大学院海事科学研究科紀要, 9, 39 - 45, 日本語研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 神戸大学, 2012年07月, 神戸大学大学院海事科学研究科紀要, 9, 33 - 38, 日本語研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 2023年第70回応用物理学会春季学術講演会, 2023年03月, 日本語液体水素容器内部の蓄圧状態に関する数値シミュレーション口頭発表（一般）
- 2023年第70回応用物理学会春季学術講演会, 2023年03月, 日本語小型冷凍機を用いた水素液化に関する基礎研究口頭発表（一般）
- 第104回2022年度秋季低温工学・超電導学会, 2022年12月, 日本語液体水素用流量計開発のための低温下におけるGFRP管の力学的特性研究口頭発表（一般）
- 第92回（令和4年度）マリンエンジニアリング学術講演会, 2022年10月, 日本語横振動下における液体水素の熱流動特性に関する研究口頭発表（一般）
- 第92回（令和4年度）マリンエンジニアリング学術講演会, 2022年10月, 日本語急加圧下における液体水素の温度・圧力・液面測定口頭発表（一般）
- 第103回2022年度春季低温工学・超電導学会, 2022年06月, 日本語横振動下における極低温液体の流体シミュレーション口頭発表（一般）
- ICEC28-ICMC 2022, 2022年04月, 英語Measurement of apparent strain of foil strain gauge at low temperatureポスター発表
- 第102回2021年度秋季低温工学・超電導学会, 2021年12月, 日本語液体水素タンク内部圧力の時間変化における充填率依存性口頭発表（一般）
- 第91回（令和3年度）マリンエンジニアリング学術講演会, 2021年09月, 日本語横振動下における舶用タンク内部の極低温液体の流体シミュレーション口頭発表（一般）
- 第91回（令和3年度）マリンエンジニアリング学術講演会, 2021年09月液体水素海上輸送用MgB2液面計開発に関する基礎研究口頭発表（一般）
- 第101回2021年度春季低温工学・超電導学会, 2021年05月海上輸送時における液体水素タンクを対象とした熱流体解析ポスター発表
- 第101回2021年度春季低温工学・超電導学会, 2021年05月, 日本語加圧液体水素の減圧時における蒸発特性に関する研究ポスター発表
- 第101回2021年度春季低温工学・超電導学会, 2021年05月, 日本語極低温液体の貯蔵・輸送に関する数値シミュレーションポスター発表
- 第100回2020年度秋季低温工学・超電導学会, 2020年12月, 日本語低温下におけるGFRP管内圧力変化に伴うひずみの測定ポスター発表
- 第100回2020年度秋季低温工学・超電導学会, 2020年12月, 日本語液体水素タンク内部圧力の時間変化に関する研究口頭発表（一般）
- 第100回2020年度秋季低温工学・超電導学会, 2020年12月, 日本語液体水素用外部加熱型MgB2長尺液面センサーの研究開発口頭発表（一般）
- 第90回（令和2年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2020年10月, 日本語液体水素の貯蔵・輸送に関する数値シミュレーション口頭発表（一般）
- 第90回（令和2年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2020年10月, 日本語液体水素の海上輸送時における容器内部の熱流動特性の計測と数値解析口頭発表（一般）
- 第99回2020年度春季低温工学・超電導学会, 2020年07月, 日本語横振動下における極低温液体の温度・圧力・蒸発量測定口頭発表（一般）
- 第99回2020年度春季低温工学・超電導学会, 2020年07月, 日本語減圧時における加圧液体水素の観測口頭発表（一般）
- 第99回2020年度春季低温工学・超電導学会, 2020年07月, 日本語液体水素用流量計開発のための低温用箔ひずみゲージの温度特性口頭発表（一般）
- 第67回応用物理学会春季学術講演会, 2020年03月, 日本語ヘリカル型海流MHD発電機の電気分解特性および電磁ブレーキに関する研究口頭発表（一般）
- 日本船舶海洋工学会講演会, 2019年11月, 日本語横振動下における舶用タンク内部の極低温液体の温度・圧力・蒸発量測定口頭発表（一般）
- 日本船舶海洋工学会講演会, 2019年11月, 日本語海上輸送用液体水素タンク開発のための急減圧時における液体水素容器内部の観測口頭発表（一般）
- 第89回（令和元年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2019年10月, 日本語練習船深江丸外洋航海中における液体水素タンク内部のスロッシング計測口頭発表（一般）
- 第98回2019年度春季低温工学・超電導学会, 2019年05月, 日本語加圧液体窒素の減圧時における蒸発量の減圧速度依存性口頭発表（一般）
- 第97回2018年度秋季低温工学・超電導学会, 2018年11月, 日本語, 国内会議加圧液体窒素の減圧時における蒸発特性に関する研究口頭発表（一般）
- 第97回2018年度秋季低温工学・超電導学会, 2018年11月, 日本語, 国内会議液体水素の蒸発ガスにおけるオルト・パラ組成比の経時変化口頭発表（一般）
- 第88回（平成30年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2018年10月, 日本語, 国内会議輸送用液体水素タンク開発のための充填・貯蔵時における液体水素容器内部の観測口頭発表（一般）
- 第88回（平成30年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2018年10月, 日本語, 国内会議海上輸送時における液体水素容器内部の液面・温度・圧力測定口頭発表（一般）
- 第88回（平成30年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2018年10月, 日本語, 国内会議横振動下における舶用タンク内部の極低温液体の温度分布測定口頭発表（一般）
- 第88回（平成30年）マリンエンジニアリング学術講演会, 2018年10月, 日本語, 国内会議ひずみゲージによるヘリカル流を利用した流速測定の試み口頭発表（一般）
- 第96回2018年度春季低温工学・超電導学会, 2018年05月, 日本語, 国内会議横振動下における極低温液体の温度分布変化口頭発表（一般）
- 第95回 2017年度秋季低温工学・超電導学会, 2017年11月, 日本語, 高知市文化プラザ かるぽーと, 国内会議超伝導MgB2液面センサーを用いた海上輸送時における液体水素タンク内部のスロッシング計測口頭発表（一般）
- 平成29年日本船舶海洋工学会秋季講演会, 2017年11月, 日本語, 広島国際会議場, 国内会議深江丸航海中のスロッシング時における液体水素容器内部の温度・圧力測定口頭発表（一般）
- 第95回 2017年度秋季低温工学・超電導学会, 2017年11月, 日本語, 高知市文化プラザ かるぽーと, 国内会議深江丸航海中におけるMgB₂液面センサー5本を用いた液体水素容器内部の３D液面表示口頭発表（一般）
- 平成29年日本船舶海洋工学会秋季講演会, 2017年11月, 日本語, 広島国際会議場, 国内会議強磁場下における海流MHD発電セルの電気分解特性と電磁ブレーキ口頭発表（一般）
- 第95回 2017 年度秋季低温工学・超電導学会, 2017年11月, 日本語, 高知市文化プラザ かるぽーと, 国内会議加圧液体窒素の急減圧時における沸騰挙動に関する研究口頭発表（一般）
- 第95回 2017年度秋季低温工学・超電導学会, 2017年11月, 日本語, 高知市文化プラザ かるぽーと, 国内会議横振動下における極低温液体の蒸発特性 ―新型温度計の作製―口頭発表（一般）
- 平成29年日本船舶海洋工学会秋季講演会, 2017年11月, 日本語, 広島国際会議場, 国内会議ヘリカル型海流MHD発電機の大型化に向けた計算的研究口頭発表（一般）
- The 2017 Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference (CEC/ICMC 2017), 2017年07月, 英語, Monona Terrace Community and Convention Center, 国際会議First experiment on liquid hydrogen transportation by ship inside Osaka bayポスター発表
- 第94回2017 年度春季低温工学・超電導学会, 2017年05月, 日本語, タワーホール船堀, 国内会議練習船深江丸による液体水素タンクの海上輸送実験口頭発表（一般）
- 第94回2017 年度春季低温工学・超電導学会, 2017年05月, 日本語, タワーホール船堀, 国内会議加圧液体窒素の急減圧時における過熱状態に関する研究口頭発表（一般）
- 1st Asian ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference, 2016年11月, 英語, Kanazawa, Japan, 国際会議Individual difference performance evaluation of external-heating-type MgB2 long level sensor for liquid hydrogen under horizontal vibrationポスター発表
- 1st Asian ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference, 2016年11月, 英語, Kanazawa, Japan, 国際会議Hydraulic characteristics of helical-type seawater MHD power generator tested at ship model basinポスター発表
- 1st Asian ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference, 2016年11月, 英語, Kanazawa, Japan, 国際会議Heat transfer from external-heating-type MgB2 liquid hydrogen level sensor to gas hydrogen[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第86回マリンエンジニアリング学術講演会, 2016年10月, 日本語, 姫路商工会議所, 国内会議液体水素運搬船の実現をめざした超伝導MgB2液面センサーの動的液面検知特性口頭発表（一般）
- 2016 Applied Superconductivity Conference, 2016年09月, 英語, Colorado Convention (Center Denver, Colorado), 国際会議Characteristics of external-heating-type MgB2 liquid hydrogen level sensor under horizontal vibration and its application to sloshing measurementポスター発表
- 第 92回2016 年度春季（学会50周年記念）低温工学・超電導学会, 2016年05月, 日本語, タワーホール船堀, 国内会議外部加熱型MgB2液面センサーと高速度カメラによる液体水素のスロッシング計測口頭発表（一般）
- 第92回2015 年度秋季低温工学・超電導学会, 2015年12月, 日本語, 姫路商工会議所, 国内会議液体水素用外部加熱型MgB2長尺液面センサーの個体差性能評価口頭発表（一般）
- 第85回マリンエンジニアリング学術講演会, 2015年10月, 日本語, 富山国際会議場, 国内会議液体水素用超伝導MgB2液面センサーのスロッシング計測への応用口頭発表（一般）
- 第 91回2015年度春季低温工学・超電導学会, 2015年05月, 日本語, 産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂, 国内会議液体水素用MgB2長尺液面センサーの超伝導特性と液面検知特性口頭発表（一般）
- 第 90回2014 年度秋季低温工学・超電導学会, 2014年11月, 日本語, コラッセふくしま, 国内会議液体水素液面センサー用MgB2長尺線材のショートサンプルの超伝導特性口頭発表（一般）
- 25th International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference in 2014, ICEC 25-ICMC 2014, 2014年07月, 英語, UNIVERSITY OF TWENTE. Enschede, the Netherlands, 国際会議Simulation of liquid level, temperature and pressure inside a 2000 liter liquid hydrogen tank during truck transportation口頭発表（一般）
- 25th International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference in 2014, ICEC 25-ICMC 2014, 2014年07月, 英語, UNIVERSITY OF TWENTE. Enschede, the Netherlands, 国際会議Fundamental study of a liquid hydrogen tank for transportation using a MgB2 level sensorポスター発表
- 第 89回2014年度春季低温工学・超電導学会, 2014年05月, 日本語, タワーホール船堀, 国内会議液体水素の海上輸送を実現するための基盤技術の研究－MgB2液面センサーを中心として－口頭発表（一般）
- 第61回応用物理学会春季学術講演会, 2014年03月, 日本語, 青山学院大学相模原キャンパス, 国内会議液体水素用MgB2液面センサーの静的液面検知特性の測定電流依存性口頭発表（一般）
- 第 87回2013 年度春季低温工学・超電導学会, 2013年05月, 日本語, タワーホール船堀, 国内会議液体水素用外部加熱型MgB2液面センサーの温度分布 ‐シミュレーション解析 -口頭発表（一般）
- 第 87回2013 年度春季低温工学・超電導学会, 2013年05月, 日本語, タワーホール船堀, 国内会議2000 L液体水素タンクの輸送を対象としたシミュレーション解析口頭発表（一般）
- 第 86回2012 年度秋季低温工学・超電導学会, 2012年11月, 日本語, いわて県民情報交流センター（アイーナ）, 国内会議液体水素のスロッシングに関する基礎研究－シミュレーション解析口頭発表（一般）
- International Cryogenic Engineering Conference24 - International Cryogenic Materials Conference 2012 (ICEC 24-ICMC 2012), 2012年05月, 英語, 福岡国際会議場, 国際会議Transportation Test of 2000 Liter Liquid Hydrogen Tank by Truck Using MgB2 Level Sensor: Synchronous Measurements of Liquid Level, Temperature and Pressure inside Tank口頭発表（一般）
- International Cryogenic Engineering Conference24 - International Cryogenic Materials Conference 2012 (ICEC 24-ICMC 2012), 2012年05月, 英語, 福岡国際会議場, 国際会議Thermal Response of MgB2 Level Sensor for Liquid Hydrogen Using External Heaterポスター発表
- 第 85回2011 年度秋季低温工学・超電導学会, 2011年11月, 日本語, 金沢歌劇座, 国内会議液体水素用MgB2液面センサーの外部ヒーターに対する熱応答性および液面検知特性口頭発表（一般）
- 第 85回2011 年度秋季低温工学・超電導学会, 2011年11月, 日本語, 金沢歌劇座, 国内会議液体水素のスロッシングに関する基礎研究口頭発表（一般）
- 第 83 回2010年度秋季低温工学・超電導学会, 2010年12月, 日本語, かごしま県民交流センター（鹿児島）, 国内会議液体水素用MgB2液面センサーの外部ヒーターに対する熱応答性 (2) − センサー長依存性 −口頭発表（一般）
- 第 82回2010 年度春季低温工学・超電導学会, 2010年05月, 日本語, 川崎市産業振興会館（川崎）, 国内会議液体水素用MgB2液面センサーの外部ヒーターに対する熱応答性口頭発表（一般）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- NEDO, 燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業, 神戸大学, 2022年09月 - 2024年03月大型FCV用液体水素貯蔵システム開発に向けた容器内液体水素挙動解明に関する研究開発
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 神戸大学, 2020年04月01日 - 2023年03月31日急減圧時における舶用液体水素タンク内部の沸騰現象の解明本研究では、蓄圧状態で液体水素を海上輸送した際、真空断熱の破壊等により、タンク内圧が急激に昇圧し、安全弁・破裂板が作動した場合の、舶用液体水素タ ンク急減圧時におけるタンク内部の沸騰現象（気液相転移現象）について解明する。本年度では、主に以下の研究成果を得た。 1.液体水素による急減圧実験：本研究では、令和2年度に構築した液体水素タンク急減圧システムを用いて、液体水素の減圧時における初期条件(液体状態、初期充填率、減圧速度)を変化させ、初期条件の違いによる沸騰挙動を実験的に調べた。急減圧実験により、液体状態、初期充填率、減圧速度が液体水素の蒸発特性に与える影響を明らかにした。 2.数値解析ソフトを用いた急減圧時における液体水素タンク内部熱流体解析：本年度は、令和2年度に引き続き、STAR-CCM+を用いて、蒸発モデルの構築を行った。本年度では、令和2年度から構築を試みているSchrageの式による蒸発モデルの最適化を行った。液体水素実験で得られた液体水素タンク内の温度・圧力、蒸発ガス量をもとに、実験値の再現を試みた。Schrageの式中のアコモデーション係数をパラメータとして、最適な蒸発モデルの構築を試みた。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 神戸大学, 2019年10月07日 - 2022年03月31日液体水素国際海上輸送研究拠点の構築【A】液体水素の海上製造技術に関する研究では、蒸発ガスにおけるオルト・パラ組成比の経時変化を明らかにするために、複数のタンクを用いて蒸発ガスを採集し、長期間保存した。オルト・パラ水素分析計を用いて、パラ水素濃度を測定したところ、異常に長いパラ・オルト変換現象が明らかになった。 【B】液体水素の海上輸送貯蔵技術に関する研究では、0.4 MPaGから減圧実験を行ったところ、液体状態（飽和・成層）の違いが、蒸発量や沸騰挙動に大きな影響を及ぼすことがわかった。また、蓄圧振動実験を行ったところ、振動時間が増えるに従って、蓄圧時間が明らかに増加しており、振動による昇圧スピードの抑制効果が明らかになった。
- 学術研究助成基金助成金／若手研究(B), 2017年04月 - 2020年03月, 研究代表者競争的資金
研究シーズ
■ 研究シーズ- 急減圧時における舶用液体水素タンク内部の沸騰現象の解明シーズカテゴリ：エネルギー研究キーワード：液体水素 減圧沸騰 熱流動現象, 数値解析 海上輸送 低温工学 , スロッシング 超伝導研究の背景と目的：地球規模でのエネルギー問題、環境問題が深刻化する中、「環境負荷の低い代替エネルギー」が求められています。 本研究は、高密度・高純度の極低温液体である液体水素（LH2：沸点約20 K）に着目し、我が国に船舶によって安価で大量に海上輸送貯蔵するための基盤技術の確立を目的としております。研究内容：本研究は、蓄圧状態で液体水素を海上輸送した際、真空断熱の破壊等により、タンク内圧が急激に昇圧し、安全弁・破裂板が作動した場合の、舶用液体水素タンク急減圧時におけるタンク内部の沸騰現象（気液相転移現象）を解明することです。 主な研究項目は、以下の２つです。 ①急減圧時における液体水素タンク内部の沸騰現象の解明 ②数値解析ソフトを用いた急減圧時における液体水素タンク内部熱流体解析期待される効果や応用分野：舶用大型液体水素タンクの開発および最適な極低温流体の熱流体解析モデルの構築