「日本混相流学会の飛躍に向けて」
答申書

答申書提出日時：平成１４年７月１日

答申書作成組織 ：日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループ

目

次

第１章

日本混相流学会の歩みとその現状

1

第２章

日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループの設立とその趣旨

1

第３章

日本混相流学会将来構想検討ワークンググループ委員の構成：

1

第４章

日本混相流学会の役割とその現状

2

第５章

日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループ委員会の経過

5

第６章

学会と社会または企業との交流活発化について

5

1. はじめに5

2. 現状分析5

3. 将来展望6

4. 将来構想7

5. まとめ

7

第７章

8

学会活性化のための若手・中堅研究者会員の育成等について

1. はじめに8

2. 現状分析8

3. 将来展望9

4. 将来構想10

5. まとめ

11

第８章

12

混相流における学問の体系化と今後の課題

1. はじめに12

2. 論文，講演会のタイトルから見た混相流研究・技術の動向

12

2.1 調査内容

13

2.2 調査結果

132.2.1 流体の分類

132.2.2 研究方法

13

2.2.3 伝熱の有無

14

3. 基礎分野（学術分野）における混相流研究の現状と課題

14

3.1 アンケート内容

14

3.2 アンケート方法

15

3.3 集計結果

15

3.3.1 キーワード

15

3.3.2 これまでに明らかにされていること，今後の研究課題

15

3.3.3 研究に関する提言など

16

3.3.4 学会に対する要望など

17

3.3.5 専門書

17

3.4 基礎分野のまとめ
4. 応用分野（産業分野）における混相流技術の現状と課題

17
17

4.1 応用分野の分類

174.2 電気機器(家電製品等)における混相流技術の現状と課題

17

4.3 冷凍空調分野における混相流技術の現状と課題

18

4.4 土木工学関連における混相流技術の現状と課題

19

4.5 応用分野における技術情報の公開

20

アンケート結果

21

第９章

37

日本混相流学会の将来構想に関する纏め（１）社会または企業との交流活発化について

37（２）学会活性化のための若手・中堅研究者会員の育成について

38（３）混相流の学問の体系化と今後の課題

39

日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループ答申書
第１章

日本混相流学会の歩みとその現状

日本混相流学会は 1987 年に 国際活動の活性化，混相流の学問 ・技術体系の確立等 を目的として世界に先駆けて設立され，2002 年 7 月に学会創立満 15 周年を迎える．混相流学会の設立当初
は，機械系，原子力系，化学系，土木系，航空系などの多くの分野の研究者や技術者の参加があり，総合的な見地から混相流の学問・技術体系化等の活動がなされていた．さらに，我が国の他学会に類を見ない国際混相流会議(ICMF)の創設や国内では混相流シンポジウムや年次講演会，オ−ガナイ
ズドフォ−ラム，インタ−ナショナル・レクチュア−コ−ス等の開催，そして会誌混相流の発行や混相流用語辞典 の編纂等，国内外への活発な学会活動の展開を遂行して，多大な成果を収めている．
この間，混相流の学問や科学技術の進展は目覚ましく，関連する科学技術分野は大きく裾野を広げ，多様化，学際領域化が進む一方，学術的には マクロからミクロ領域への深化，実際現象探求主体から数値シミュレーションとの共存型への質的転換，学会活動の国際化など，混相流学会を取り巻く環境は大きく変化しつつある．それに伴い，学会の運営組織や会則・内規・各種運営規定も大幅な改訂がなされ，新しい枠組みの中で学会運営が行われている．一方では，若手世代の躍進と共に，既成分野を横断する混相流学問体系の確立，国際活動の推進を柱として特色ある柔軟な学会活動をさらに強力に推進する機運にある．しかしながら，（１）ICMF が確立されたことにより国際活動に対する目標が曖昧になってきていること，（２）学問的分野の広がりが見られる一方で学会として将来目指すべき方向性が明確に示せていないこと，（３）大きな学協会並みの学会運営への追従による学会運営の硬直化，（４）優れた若手・中堅研究者・若手・中堅会員に対する処遇に係わる問題，（５）会員の特定分野への偏在化（機械系及び原子力系等）など改善すべき点も多く生まれている現状にある．
こうした学会内外の状況の大きな変化を背景に，長期的な視野や展望に立って，混相流の学問そして科学技術の在るべき姿を今一度見直し，学会活動の将来に向けて，どのように対 処して行くべ
きかを具体的な形で検討し，それを学会運営に反映させ必要に迫られている（以上第１４期芹澤会長就任挨拶：本学会誌混相流１４巻３号より抜粋）．

第２章

日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループの設立とその趣旨

上述したような混相流学会の歩みと現状を背景に，特に，21 世紀を展望した混相流学会のキャッチフレーズの探究や具体的な企画等の提案が出来得るワーキンググル−プ(WG)の設立を第１４期（2000 年度）学会会長より要請がなされた．この要請を受けて，平成 13 年 3 月に日本混相流学会
将来構想検討ワーキンググループ（WG）の準備会が発足し，その構成員の検討がなされた．本Ｗ
Ｇの最終的な設立目的は，21 世紀における日本混相流学会活動の将来構想を検討そして提案するもので，その内容は， (1)日本混相流学会と社会及び企業間交流の活発化，(2)日本混相流学会活性化のための若手・中堅会員の育成，(3)混相流としての学問の体系化 等に焦点を当て，学会の活性化や展開に対する方策の具体的な提案そして活動指針等を作成することである． 最終的な本ＷＧの活動成果は，学会運営上実効性があり，かつ継続性のある絶えずステップアップできる 内容とし，答申の形で纏める．

第３章

日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループ委員の構成

本ＷＧの設立趣旨に基づき，特に学会活動の活性化に大きな寄与が期待できるメンバーとして，

1

大学や企業で活躍している若手・中堅会員を中心として委員の構成を行っている．本ＷＧ発足時の委員は８名とした．その他に，２名のコメンテーターと１名のオブザーバーを置き，本ＷＧへの助言等を戴くこととした．本 WG の設置期間は，平成１３年５月から平成１４年７月として，この間に５回程度の WG 委員会を開催することとした．
ＷＧ委員：・稲葉英男（岡山大，委員長），・梅田眞三郎（福山大），・蛭子毅（ダイキン工業），・高木周（東京大），・武居昌宏（日本大），・奈良林直（東芝），・森孝治（大阪電通大），・若本慎一（三菱電機），コメンテータ−：小澤守（関西大），芹澤昭示（京都大），オブザー
バ−：菱田公一（慶應大）第４章

日本混相流学会の役割とその現状

本将来構想ワーキンググループ委員会内の議論の過程で現れたところ，混相流が関連する産業や製品，混相流学会の関連する分野や学会・その活動流域などの例を俯瞰すると次のようになる．
(1) 混相流に関連する産業と製品（図１）：
混相流に関連する産業は，あらゆる分野に産業にわたっており，その製品も多岐にわたる．
火力原子力発電用ボイラーの沸騰（気液），復水器での凝縮（気液），土木分野における河川の洗掘（固液），防雪（固気）等の例にあるような伝統的な産業分野から金属加工でのアブレッシブジェット加工（固液）やエネルギー産業でのメタンハイドレート（固気）等の先端産業分野へと混相流はその係わりを広げている現状にある．しかしながら，アプリケーションが先行する先端分野での混相流現象の把握・定式化は遅れている現状にある．このことは，混相流学会の進むべき方向としては，学術的内容から応用への展開からアプリケーションからベイシックな方向へな逆の展開も検討する必要があるようである．

混相流に関連する産業と製品例
土木・建築

化学・エネルギー

空調・
冷凍

化学プラント

エアコン・調湿機

除雪・
防雪

航空宇宙・加工
宇宙・
星間物質
プラズマ加工エネルギー・環境

LNG

粉塵・
煤塵除去
微粉炭・
石炭ガス化

気

発電・コージェネメタンハイドレート

ボイラー

気液 固

原子炉

固気

CO2 ハイドレート

気液

復水器・
凝縮器

液

固液

固

バイオ・農業

医薬・化粧・
電子
医薬品・化粧品
液晶スペーサバイオリアクター

電力負荷平準化

製鉄・
化学

土木・水理

氷蓄熱・
潜熱蓄熱

スラリー・高炉・流動床

下水・汚泥

図１

金属加工
ウォータジェット加工
アブレッシブジェット加工

混相流に関連する産業と製品(2) 混相流学会の分野のトレンド（図２）：
混相流学会が関連できる分野のトレンドは，海洋，バイオ等地球環境と密接に関連したもの
から宇宙開発関連へとその展開のトレンドは拡張傾向にある．例えば，環境混相流，宇宙混相流などの先端的研究開発分野の出現が期待される．

2

混相流学会の分野のトレンド
宇宙開発
地球環境・火砕流・メタンハイドレート
粉体・医薬品・ファインケミカル・電子部品
空調・冷凍機・氷蓄熱・コージェネ
原子炉の伝熱流動・過酷事故研究
ボイラーの伝熱流動・燃焼・製鉄・CO2回収
水理・土木・土壌・バイオ・海洋開発
1970

1980

1990

図２

2000

2010

2020

混相流学会の分野のトレンド(3) 混相流学会と関連学協会：
図３は，混相流学会会員の年度別の変化を示したもので，正員は 1988 年度から少しずつ増加している傾向にあり，2000 年度 645 名となっている．維持会員（企業会員）は 1995 年度の 40
社から少しずつ減少し，2000 年度には 37 社となっている．一方，学生員は，数は少ないが近年増加傾向にある．
また，図４に示す混相流学会は，混相流関連した比較的専門色の強い学会で会員の大部分は大規模な学会（日本機械学会，化学工学会，日本原子力学会，土木学会，日本鉄鋼学会等）に所属するマルチ会員が多い特徴を有している．特に，混相流学会と他の小規模学会との会員間での結びつきは少ないようである．混相流学会のように法人格を有しない学会としての特徴を如何に出すかが重要である．
700

100

会員数（正会員）

600

学生会員
維持会員

80

500

60

400

40

300

20

200

0
'87 '88 '89 '90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '992000

年
図３

度

混相流学会会員数の変遷

3

会員数（学生会員, 維持会員）

正会員

混相流学会と関連学協会

未法人化

エネルギー資源学会

化学工学会

日本冷凍空調学会

日本造船学会日本空気調和衛生工学会

日本機械学会・流体工学部門
・熱工学部門・動力エネルギー
システム部門・計算力学部門

日本流体力学会
粉体工学会

日本混相流
学会

可視化情報学会

土木学会

日本ガスタービン学会

日本太陽エネルギー学会

火力原子力発電協会

日本伝熱学会

日本原子力学会
・熱流動部会

日本鉄鋼協会図４

日本熱物性学会

混相流学会と関連学協会(4) 混相流学会の活動領域：
図５は，混相流学会に関連する学協会を科学と工業・産業度合いそして会員数を比較軸として表したものである．単純に会員数を増やして学会の活性化を図るには，工学・産業色を強くした方向を模索すべきことが判る．しかしながら，科学的分野である応用物理学会は，会員数も多く，学会の活性化が図られているようであり，混相流学会もこのような方向性も視野に入れる必要もありそうである．

混相流学会の活動領域
会員数を増やすには？
右端は学・協会が密集

会員数
応用物理学会

日本伝熱学会
可視化情報学会

日本機械学会・流体工学部門 ・熱工学部門
・動力エネルギーシステム部門
・計算力学部門
化学工学会
土木学会
・水理委員会・海岸工学委員会
・海洋開発委員会
日本原子力学会

日本混相流
学会

日本航空宇宙学会
エネルギー資源学会

日本冷凍空調学会

日本太陽エネルギー学会

日本熱物性学会

日本鉄鋼協会
日本ガスタービン学会
粉体工学会

科学

工学・産業
図５

混相流学会の活動領域

4

第５章

日本混相流学会将来構想検討ワーキンググループ委員会の経過

平成 13 年 5 月 18 日の第１回本ＷＧ委員会から 後平成 14 年４月 25 日の第 5 回委員会まで，５回の委員会が開催され，各委員による混相流学会の将来構想に関する非常に活発な意見交換や調査がなされた．第１回と第２回の委員会では，日本混相流学会の創立時の経緯や現状における学会の状
況をコメンテーター委員から説明を受け，各委員が日本混相流学会の背景や現状の再認識を行った．
第３回以降のＷＧ委員会では，将来構想に関する３つの検討調査事項に対して各委員が分担し，調査結果を委員会で検討する方法を取った．各委員会で貴重な調査・検討・討論の内容は，議事録に纏めらている．
以下に，本将来構想ＷＧからの対象とした内容についての答申を述べる．

第６章

学会と社会または企業との交流活発化について

1. はじめに
現状であまたあふれる学会の中で，混相流学会が近い将来，躍進する学会となれるか否かについては，いかに学会が社会または企業との交流を促進できるかにかかっているといっても過言ではな
い．企業のみならず学会も競争原理の渦中に置かれているとも言えよう．
混相流は，医薬品・化粧品をはじめとする日常消費財，空調・冷凍機などの民生用機器および沸騰水型原子炉・化学プラントなどのエネルギー・環境機器まで，実に幅広い領域における産業と工業製品（あるいはサービス）に応用されており，社会，企業と強力に結びついている学問体系といえる．
したがって，学会サイドには，混相流に関わる優秀な人材の活用と，学際機関からの優れた研究
成果を社会に還元することを目的として，将来的にも，学会と社会および企業との交流をさらに活発化させることが必要とされる．他方，企業サイドでは，製品化サイクルの加速化に伴い，学会のみならず企業からの情報を効率的に収集する場として，学会との交流を一層深めることになろう．
その意味では，混相流学会は，専 門化した学会としての地位をこれまでに確立してきた．しかしながら，果たして企業が本会を真に有用な学会として位置付けているであろうか．本混相流学会が，停滞する可能性も否定できないのが現状であろう．
本提案においては，混相流学会と社会または企業との交流活発化について，現状分析と将来あるべき姿の展望を，企業視点から展開した．そしてそれを実現するための将来構想としての 2 つの視点に基づいた 7 つの施策を提案している．学会執行部では，提案内容を詳細な年次目標値とアクションプランとし展開されることを希望する次第である．
2. 現状分析社会または企業との交流について，以下の 3 つの視点から問題点があげられる．
１）企業会員割合
学会と企業の活発化した交流は，企業会員数の増加として可視化される．例えば，企業との交流が活発化していると考えられる日本機械学会では，企業会員割合（絶対数で見るとカバーする領域が異なるため良い指標とはいえない）は約５９％に達する．然るに，混相流学会においては，2001
年度において企業会員は約 2 割（約 100 名），維持会員企業数は 37 社にとどまる．年々これらの数が増加しているとのデータも残念ながら見当たらない．
２）研究会，講習会活動

5

学会の資金調達手段としての側面が肥大化しすぎている．企業においては，これら活動は情報収集のためのもっとも効率の良い機会のはずであるが，総花的なテーマ設定と非連続的な運営によって，参加するメリットがほとんど実感できない状態にある．さらに維持会員にとって，研究会，講習会に関する金銭的メリットが全くないことも，これら活動が企業との交流活発化に寄与していな
いことの一因でもあろう．
３）講演会および企業・学際との交流機会
唯一のフォーマルな機会である年次講演会においては，古典的とも言えるセッション構成によって，企業参加者の参加モチベーションが低下している現状がある．情報収集の場としては，業界縦割り的な学会が最も効率の良い機会である．例として，米国においても，従来からの学際的学会（ＡＳＭＥなど）よりも，半導体，冷凍装置などの縦割り学会のほうが企業参加者は多い．高度に専門化した学会にありがちな，学会内でのみ通用する技術用語によるセッションの構成は，閉鎖的な学会との印象を増徴している．さらに，業界，アプリケーションを意識しない交流機会は，近い将来の更なる企業参加者の減少を招く恐れがある．
3. 将来展望
上述した課題に対する学会のあるべき将来展望を考える．
１）企業会員割合
交流活発化の可視化指標としての企業会員割合については，明確な定量目標を置くことが，学会活性化の展望につながると確信する．具体的には，将来の学会運営の中心的な目標として，2004 年
度に 50％の企業会員割合（維持会員数：80 社）を目指す．
２）研究会，講習会活動
2 つの視点から研究会，講習会活動の将来を展望する．
①企画への企業視点の導入
はじめに学際的なテーマありきの研究会ではなく，企業のほしい情報，活動体系を明確化した上で，テーマを設定する．企業と学際との情報交換はもちろんであるが，学際を媒体としての企業間，特に同業種企業間の情報交換は，企業参加の大きなモチベーションのひとつであることに留意していきたい．
②金銭的メリットの追求
定常的に学会との交流を図れる維持会員へのメリットを明確化することで，企業交流を促進す
る．維持会員とは何か，企業が会員になることのメリットは何かを追求する必要がある．従前の付き合いとしての維持会員制度は早晩企業より見放されてしまう．研究会，講習会に積極的に維持会員が参加できるような，新たな金銭的に優遇された維持会員制度を希望する．
３）講演会および企業・学際との交流機会
技術オリエンティッドな視点を改革することで，将来展望が開けるものと確信する．具体的には，他学会にはない思い切ったアプリケーションの切り口での講演会運営に挑戦することで，学会の変貌を企業にアピールすることが必要である．また，年一回の講演会だけではなく，インフォーマル
な交流機会を新設することも，企業間での情報交換（もちろん学際からの情報も含めて）の場とな
り，混相流学会が企業に対して開かれた学会となりうる．さらには，社会に広く学会の存 在，活動をＰＲすることを目的として，学会ＨＰへの技術相談窓口の設置あるいは混相流にかかわる大学の研究者をデータベース化し，公開するなどの積極的情報発信により，社会との連携を強化することを求めたい．

6

4. 将来構想
以下の提案によって，混相流学会と社会または企業との交流活発化を促進していきたい．そのためにも，冒頭で述べたように，提案事項の年度ごとの目標値とアクションプランへのブレークダウンと，会長の明確な責任事項としての運営，推進を望むものである．
１）研究会活動①維持会員費の一部または全部を研究会の参加費とする．
②技術分野ごとでの学会内の枠組みを業界ごとの枠組みに再編し，新領域ごとでの研究会テーマを再設定するなど，業界に対応したテーマおよびメンバーで研究会を運営する．
２）講習会①タイムリーな話題を設定できるように，年１回を目処に開催する．
②維持会員の参加費用を免除し，企業会員には割引額を増額するなど講習会費用の見直しを行う．
③企画を企業会員主体で行い，大学会員は事務処理，講師を担当する．ただし，利益は大学会員の旅費などに還元する．
３）年次講演会等①アプリケーションまたは業界ごとでセッションを構成する．
②研究会活動とリンクしたセッションを設ける．
③同時に複数の講演を行うなど，講演会を効率的に実施する．できれば，１日開催が望ましい．
４）インフォーマルミーティングの開催①関連業界を単位として，企業および大学の若手研究者中心のミーティング機会を設ける．
②ＨＰ利用した技術相談ならびに研究者データベースなどの学会からの情報発信．
5. まとめ学会と社会または企業との交流の活発化について，以下の通りまとめる．
現状分析●企業会員割合が２割●研究会および講習会活動の金銭的メリットがない●講演会およびその他交流機会が業界やアプリケーションに対応していない

将来展望●企業会員割合の定量的目標を設ける．具体的には５０％（維持会員８０％）を目指す●研究会および講習会に企業視点を導入し，金銭的なメリットを追求する●講演会の運営やセッション構成を見直す

将来構想●研究会参加費用の見直しと業界ごとの研究活動を行う●講習会を年１回開催とし，参加費用およびテーマの企画方法を見直す●講演会の構成をアプリケーションおよび業界に対応したものとする●若手研究者によるインフォーマルミーティングを新設する●学会からの情報発信による社会とのつながり強化

7

第７章

学会活性化のための若手・中堅研究者会員の育成等について

1.はじめに
日本混相流学会運営方針の第 4 項目に，「若手世代の実質的リーダーシップへの参画（学会活動，
国際活動など）」とある．この運営方針に従って，学会活動の将来に向けて，どのように対処して行
くべきかを具体的な形で検討し，それを学会運営に反映させる必要がある．その運営方針の背景には，混相流学会の活動を活性化させることにより，日本における混相流の学問分野をより発展させることがある．「日本における混相流の学問分野の発展」とは具体的に以下のことをいう．
●学問分野で世界的なリーダーシップを取れるような研究者を多数輩出する．
（学会員による国際的なトップジャーナルへの投稿件数を増やす）●社会的にインパクトのある研究・新技術の開発や評価の推進
そこで，ここでは，学会活性化のための若手・中堅研究者や会員の育成等について，現状分析，将来展望，および，将来構想についてまとめた．
２．現状分析
日本混相流学会の若手・中堅研究者を取り巻く環境において，次の 3 つの問題点があげられる．
一つめは若手・中堅研究者会員数の減少，二つめは若手・中堅研究者専門分野の偏り，三つめは若手・中堅研究者会員間の情報交換の希薄性である．
1) 若手・中堅研究者会員数について
現在，日本混相流学会会員数は，正会員(名誉会員含む)647 名，学生会員 45 名であり，学生会員を除いた概ね 40 歳以下の若手・中堅研究者会員数は 192 名で，その若手・中堅研究者の正会員全体に対する比率は 30%弱にすぎない．ちなみに，(社)日本機械学会の場合，正会員(名誉会員含む)
はおよそ 4 万 3 千名で，学生会員を除いた概ね 40 歳以下の若手・中堅研究者会員数は 2 万 5 千名にも達し，若手・中堅研究者の正会員全体に対する比率は 58%にもなる．このように日本混相流学会の若手・中堅研究者が少ない理由として，例えば，大学を例にとると，必然的に学会員の教授の元で研究している助手・講師・助教授である教員が正会員である場合が多く，混相流学会の知名度が十分でないためか，関連分野で研究している若手・中堅研究者の会員数が，自分の意志によって入会してくるケースが少ない．このような閉鎖性は，後述の通り，若手・中堅研究者専門分野の偏りを助長する一因でもある．さらに，本学会には学生会が存在し活動しているものの，実際にはその学生会員が卒業後，本学会の正会員にならないケースが多い．このような若手・中堅研究者会員
数の減少は，本学会の将来展望において，非常に危惧する問題である．
2) 若手・中堅研究者専門分野の偏りについて
本学会の大きな特徴のひとつとして，従来の縦割り学問体系から脱却し，混相流学をトータルな工学分野における多方面の視点から，議論できる点がある．しかしながら，実際には半数以上の若手・中堅研究者の専門領域が，機械系分野に偏っており，それ以外の分野，例えば，化学工学，土木建築工学，環境工学，バイオなどの分野の若手・中堅研究者が非常に少ない．本学会の大きな特徴が生かされていないだけでなく，このことは，前述の若手・中堅研究者会員数の減少の一因にもなっている．このような若手・中堅研究者専門分野の偏りは，本学会の将来展望において，閉鎖性を助長してしまい，魅力ある学会運営の足かせとなる可能性がある．
3)若手・中堅研究者会員間の情報交換の希薄性について
本学会の他の大きな特徴のひとつとして，巨大学会とは異なりアットホームな環境で専門分野について議論できる点がある．しかしながら，現状では，若手・中堅研究者会員間がアットホームな環境で活動しているとは言い難い．専門分野が多少でも異なれば，ほとんど顔を合わせることもな

8く，お互いにどの研究テーマを行っていることすらわからないことが多い．このことは，「若手世代の実質的リーダーシップへの参画」を困難としている要因ともなる．学会活性化のためには，若手・中堅研究者間の相互的な情報交換が必要不可欠であることは言うまでもない．
３．将来展望1) 若手・中堅研究者の増加のための将来展望
若手・中堅研究者の増加のための将来展望として，二つの視点がある．若手・ 中堅研究者にとって魅力ある学会とすることによる自然的な若手・中堅研究者の増加，および，学生会を発展させることによる積極的な若手・中堅研究者の勧誘である．以上の視点から，次の条件を備わった学会運営を将来的に目指す必要がある．
● 若手・中堅研究者が学会企画に参加するための動機づけと，若手・中堅研究者が活躍できる場の提供● 若手・中堅研究者の産官学共同研究の参加および研究費獲得のためのコーディネート● 学生会の充実
当然のことであるが，本学会が若手・中堅研究者にとって魅力ある学会でなければ，若手・中堅
研究者は本学会に留 まらず，またさらに，積極的な勧誘がなくしても，若手・中堅研究者の増加が見込めるようでなくてはならない．若手・中堅研究者は，目立ちすぎることを避けるという日本的風土もあり，なかなか自分で進んで学会の企画をオーガナイズできない傾向にある．したがって，それを打破するために学会企画に参加するための動機づけと実際の企画運営を若手・中堅研究者に任せる風潮を作る必要がある．また企画だけではなく研究論文の学会誌への投稿を促すことは，若手・中堅研究者が研究者としての活躍できる場を提供することにつながる．この学会誌投稿の薦めには，例えば，編集委員会から，混相流学会員に限らず年会講演会における講演論文の良いものを薦めることが考えられる．また，混相流学会非会員の研究者が，混相流関連分野における興味深い
新領域の研究を行っている場合には，積極的に学会誌への投稿を薦め，その後，学会正会員になることを薦める．
若手・中堅研究者は，研究をしたいという意欲があるものの，実際の研究費獲得については非常に難しいものがある．そのために学会が大型プロジェクトの企画を提案し，若手・中堅研究者を中心に研究者を募るといったコーディネート体制を整える．
学生会は単なる勉強会だけにとどまらず，若者の交流の場であることが必要である．また，学生会はあくまで学生主導型であるべきと考え，正会員はそれをサポートする体制を整えることが重要である．
2) 若手・中堅研究者の専門分野の多様性についての将来展望
若手・中堅研究者を本学会に取り込むために，他学会で活動している若手・中堅研究者が学会企画に参加できる機会を与える必要がある．以上の視点から，次の条件を備えた学会運営を将来的に目指す必要がある．
● ひとつの工学分野にこだわらない混相流学を専門とするリーダーの育成● 機械系ではない教員の学生会および学会企画への参加
以上のことにより，専門分野に多様性をもった新たな若手・中堅研究者の参加が見込まれる．
3) 若手・中堅研究者間の情報交換強化についての将来展望
国際的トップレベルの研究を行うためには，その問題点，現状の知見，および，現状の解決策を正確に認識することが重要である．そこで，何処で誰が何を問題としているのかを正確に把握することが必要である．以上の視点から，次の条件を備えた学会運営を将来的に目指す必要がある．
● リアルタイムな若手・中堅研究者間の研究情報交換の充実● 若手・中堅研究者間の企画情報交換

9

4. 将来構想
1) 若手・中堅研究者の増加のための将来構想
学会活性化のための若手・中堅研究者や会員の育成に関して，次の提案を行う．
● 国際会議やシンポジウム等で，若手の会員が積極的にオ−ガナイズドセッション等を組める組織を作る．
● 若手・中堅研究者が積極的に行う企画などを推奨し，学会運営組織に若手・中堅研究者の登用機会を増やす．以上の点について，より具体的には，次のことが考えられる．
・年会講演会におけるオーガナイズドセッションの企画
・ICMF におけるオーガナイズドセッションの企画
・従来とは異なるレクチャーシリーズの企画運営(例えば，研究者や学生にアンケートなどを取って，希望の多いもののみ企画運営する)● 若手・中堅研究者と企業とが連携出来るように，学会がその橋渡しをできる組織等を構築する．
● 若手・中堅研究者の提案による国費プロジェクト等の申請に際して，学会等が共同研究相手の推薦等を積極的に行う．
学会企画について，若手の会員が積極的にオーガナイズドセッション等を組める組織を作ることにより，若手・中堅研究者がまとまっていき，アクティビティの高い学会へと発展することが期待される．
またさらに，学生会は単なる勉強会だけにとどまらず，若者の交流の場でもある．その意味について，現状では少ない留学生や女子学生の参加を積極的に推奨したい．例えば，混相流学会の学生会の企画で，学生合宿の場合は，国際的な企画や生命科学系の企画を設け，さまざまなタイプの学生が参加できやすくすることも一案である．また例えば，学生会向けの講習会として，学生側から集中講義などを行ってもらいたい教官を推薦してもらいそれをアレンジすることも一案である．
2) 若手・中堅研究者の専門分野多様性についての将来構想
学会活性化のための若手・中堅研究者や会員の育成に関して，次の提案を行う．
● 学会企画について，専門分野の多様性を考慮に入れたオーガナイザの人選● 学生会に関する多様な教員の選出
学会企画について，専門分野の多様性を考慮に入れたオーガナイザの人選を行うことで，多方面からの混相流学の議論を可能とする．
また，学生会担当者は，機械以外の分野との繋がりが重要であるので，機械分野の若手会員だけではなく，他の分野の若手会員にも担当してもらうことも一案である．
3) 若手・中堅研究者会員間の情報交換強化のための将来展望
若手・中堅研究者会員間の情報交換強化のために，次の提案を行う．
● 若手・中堅研究者のためのメールリストの作成
まず，若手・中堅研究者会員間のメールリストを作成し，若手間で情報交換できる場を設ける．例えば，研究会への参加や，オーガナイズセッション担当のアナウンス，以下に提案するサブグループの研究テーマの紹介などに利用する．
● 研究テーマごとのサブグループの作成
研究テーマごとのサブグループを作成し，複数の研究者が，共通して取り扱っている問題などに対して，若手・中堅研究者同士が自由に話し合い，現状の問題点や世界的動向の情報をお互いに提供しあう場を設ける． これらサブグループには，学会員以外のメンバーの登録も積極的に行い，情報をより価値のあるものへと高めるように努力する．

10

●

サブグループ非会員メンバーから会員への勧誘
非会員メンバーは原則として１人あたり１サブグループのみの登録とする．非会員が複数のサブグループに登録，もしくは，学会若手・中堅研究者間共通の情報を希望する場合には，会員となることを要求する．会員は，若手・中堅研究者の会員数を増やすためにも，
サブグループ内での情報を価値あるものとするよう努力し，非会員が他のサブグループの情報にも興味を持つような質の高い情報を流す．

5. まとめ若手世代の実質的リーダーシップへの参画について，以下の通りまとめる．最後に，若手・中堅
研究者の増加のための定量目標値を設ける．
現状分析●若手中堅研究者会員数の減少●専門分野の偏り●情報交換の希薄

将来展望●学会企画参加の動機づけと活躍できる場の提供●学生会の充実●学会企画オーガナイザへの参加●若手中堅研究者と企業とが連携出来る組織の構築●若手中堅研究者提案による国費プロジェクト申請のコーディネート●留学生や女子学生の参加しやすい学生会●多様分野の混相流学専門リ ●リアルタイムな研究企
ーダーの育成画情報交換制度の充実

将来構想●専門分野の多様性を考慮に入れたオーガナイザの人選●学生会に関する多様な正会
員の選出●若手・中堅研究者のためのメールリストの作成とその組織作り

定量目標
若手・中堅研究者の増加
2001年：若手・中堅研究者数 約20%(約190名)
2004年：40％

11

第８章

混相流における学問の体系化と今後の課題

1.はじめに混相流は，我々の家庭で見られる身近な現象から，発電プラントやロケットといった産業分野で見られるものまで極めて多様である．このように現象が多様であるため，それを扱っている学問分野も多岐に渡っており，機械学会，土木学会，化学工学会など多くの学会において混相流現象が取り扱われている．
ある混相流現象を理解し，それを工業的に応用しようとする場合，当然のことながら，過去に得られた知見があれば，極めて有用になるであろう．しかし，現象が多様であり，それを扱う学会も複数に及んでいることから，従来の研究を調査し，知見を得るまでに，多くの時間と労力を要することになるであろう．従って，多様な混相流現象に対して，これまでに得られた知見 を整理して体系化することは，混相流学会が行うべき最も重要な会員サービスであり，責務でもあると考える．
このような背景から，混相流学会では，混相流ハンドブックが出版され，機械学会においても気液二相流技術ハンドブックも出版されてきた．これらは，混相流を扱う研究者や技術者に，極めて有用な情報源になっているものと考える．しかし，混相流における関心事も時期に応じて変化し，時期ごとに重点的な関心事が存在する．このようにスポット的な重点課題については，その都度，何らかの方法で体系化することが必要になろう．
また，研究や技術の現状だけではなく，これらの今後の課題を把握することも，世界に対して研究や技術開発における競争力を高め，将来の優位性を確保するという意味で重要である．これらの課題も次々変化するため，常に最新の情報を入手することが不可欠である．
混相流は，学術的や基礎工学研究のシ−ズから派生する基礎分野と実際の産業界における技術開発のニ−ズから派生する応用分野から構成される．これら基礎分野と応用分野とが互いに連携しながら，混相流の学問の体系化や新たな混相流分野の展開が行われる．
混相流の基礎分野では，学会発表，論文集の出版や各種のハンドブックや専門書の発行等を通じて，時系列での体系化が図られる．体系化の図られた混相流分野は成熟し，一般化（普遍化）される．研究者は新たな混相流分野を求めて，混相流分野の新展開が図られる．
一方，混相流の応用分野では，主に産業界での製品やシステム開発の段階で，具体性に富む混相流の技術開発がニ−ズオリエンテドで進
むことになる．このような応用分野での混相流の学術と技術
混相流の方向性は流動的であり，絶えず最新の技術情報が求められ，その都度迅
速な情報の整理や方向性の提示が求めら
混相流の基礎混相流の応用（シーズ派生）（ニーズ派生）れる．
本検討では，学術面である基礎分野と産業面である応用分野という２つの側面
学術研究, 基礎工学研究
混相流関連分野技術研究・開発
から，混相流研究あるいは技術の最新情（混相流学術の構築）（混相流技術の構築）
報を明らかにすることを目的としている．
その方法として，最新の情報が得られることを重視し，産学でご活躍されている
新混相流学問分野の展開
新混相流技術開発の展開（学術分野の流動化と拡大）（技術分野の流動化と拡大）
研究者，技術者の方々にアンケートを行う方法を採用した．以下に基礎分野と応用分野の２つに分けて，最新情報を紹介
混相流の学術及び技術開発の新展開するものである．なお，以下に示す結果（新しい混相流学問の体系化）
は，アンケートの趣旨にご理解，ご賛同頂いた方々のご支援によるものであることを明記し，お礼を申し上げる．
図６混相流の体系化方法の概念
12

2. 論文，講演会のタイトルから見た混相流研究・技術の動向
最近の研究動向を明らかにするため，論文及び講演会の発表内容を調査した．
2.1 調査内容
・調査対象(1) International Journal of Multiphase Flow，1997〜2001 年(2) 日本混相流学会 論文，テクニカルノート 2000 年より以前(3) 日本混相流学会 講演会 全て
・調査内容(a) 相の分類(b) 研究方法（実験あるいは解析）(c) 伝熱の有無
2.2 調査結果
2.2.1 流体の分類
図７に調査結果を示す．いずれの調査対象も，約半数が気液二相流の論文である．固気と固液を比較すると，International Journal of Multiphase Flow では固気の方が多いが，国内の論文や講演では固液の方が多い．

割合

70
60

Int. J. Multiphase Flow

50

論文,テクニカルノート
講演会

40
30
20
10

そ の他

固 気液

固液

固気

気液

0

流体
図７流体の種類に関する比較
2.2.2 研究方法
図８に研究方法の比較結果を示す． International Journal of Multiphase Flow では，実験と計算はほぼ同数である．しかし，混相流学会の論文，テクニカルノートでは，80%を実験が占めている．
しかし，第 2 章で述べるアンケート結果では，日本の研究者あるいは技術者の研究方法は，実験より も シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 方 が わ ず か に 多 い 結 果 が 得 ら れ て お り ， International Journal ofMultiphase Flow の結果と近い．従って，図８の結果はむしろ，実験を主に行っている研究者が，混相流学会の論文，テクニカルノートに積極的に多くの論文を投稿していることに起因していると見るべきであろう．

13

90
80

Int. J. Multiphase Flow
論文,テクニカルノート

70

割合

60
50
40
30
20
10
0
実験

計算
研究方法

図８

研究方法の比較

2.2.3 伝熱の有無
International Journal of Multiphase Flow において伝熱の有無を調査した結果，伝熱を扱った
論文は，13.3%であった．それらは主に沸騰を扱ったものであった．

3. 基礎分野（学術分野）における混相流研究の現状と課題
本検討では，混相流を扱っている多くの研究者や技術者に対してアンケートを実施し，各人の専門分野において既に明らかになっている事項，今後の課題，文献，学会への要望などについて意見を求めた．これは，上述のように議論に客観性を持たせることに加えて，より充実した意見が得られると判断したためである．以下に，頂いたアンケートの集計結果を示し，混相流研究の現状と課題について述べる．これらが会員の今後の研究に参考になれば幸いである．
3.1 アンケート内容
多岐にわたる内容について深く掘り下げ，今後の方向性を明らかにするため，各会員の専門分野についてのみ具体的に記述して頂き，多数の回答を得る事で広い分野をカバーすることを考えた．
【アンケートの内容】(1) あなたの専門分野は何ですか．専門分野が複数ある場合には，複数お示しください．
以下の質問では，(1)で挙げられた専門分野が複数ある場合，それぞれの専門分野について 記述
願います．
(2) あなたの専門分野を表すキーワードを，表１から重要な順に挙げてください（個数の制限なし．
重要なものだけ）．該当するものがなければ，適するものをお示しください．
(3) あなたの専門分野では，いま，何がどこまで分かっているとお考えですか．
(4) 各分野で，今後の研究課題あるいは問題点は何であるとお考えでしょうか．
(5) その課題あるいは問題点を克服するために必要なことがあれば，挙げてください（研究体制，学会に望むこと等）．
(6) あなたの専門分野について，詳細に述べられている書物を挙げてください．
(7) あなたの専門分野について，初学者が参考にできる書物を挙げてください．
(8) その他，ご意見があれば，ご記述ください．

14

＜表１ キーワード＞
固気二相流，気液二相流，固液二相流，液液二相流，固気液三相流，
流体固体二相流，流体流体二相流現象の機構解明，予測手法・整理法の確立
流動の巨視（マクロ）的な特徴評価，流動の微視（ミクロ）的な特徴評価
流動様式（流動様式の分類，遷移），圧力損失，ボイド率，体積率，濃度，相分布，速度分布，流量
分布，閉塞
乱流構造，界面現象，流動不安定
熱伝達，相変化（沸騰・凝縮・凝固，蒸発），物質移動高速，高温，低温実験，モデリング，シミュレーション
実験技術開発，計測技術開発，計算手法確立，計算コード開発
3.2 アンケート方法(1) 対象：混相流学会員 400 名(2) アンケート方法：電子メール(3) 回答数：46 件（回答率 11.5%）(4) 回答者の所属 企業 10 名，大学 35 名，公的調査研究機関

1名

3.3 集計結果
表２にアンケートの集計結果を示す．これらをまとめ，その概要を以下に述べる．
3.3.1 キーワード
キーワードの引用度数を図９に示す．図９から，以下の傾向が見て取れる．
(1) 流動別では，気液二相流が，他の流動の３倍以上扱われている．
(2) 予測手法・整理法よりも，現象の機構解明に力が注がれている．
(3) ミクロ的な見方が増えてきているが，まだマクロ的な見方が多い．
(4) 流動様式，圧力損失といった研究対象に明確な集中はない．（重点領域が無い？）(5) 実験よりもシミュレーションを手段に用いる場合がわずかに多い．
(6) 計測手法の確立にも多くの力が注がれている．
3.3.2 これまでに明らかにされていること，今後の研究課題
気液二相流において，多くの研究者が注目している研究対象は以下の２点に集約されるようである．
(1) 複雑系二相流の構造：分散二相流における乱流構造，汚染された流体，時空間で変化する構造の解明，多次元空間における構造の解明(2) マイクロ二相流：マイクロバブルの生成機構と挙動，マイクロチャンネル
しかし，分散二相流の構造は，気液二相流だけでなく，固気二相流においても乱流構造を中心に積極的に研究が行われている．上記の課題を克服するために，実験，計測技術，シミュレーション技術の確立に多くの努力が払われているようである．上記と関連する会員の意見としては，以下のものが多くあった．

15

計算コード開発
計算手法確立計測技術開発実験技術開発シミュレーション
モデリング
実験
高温、低温
高速
物質移動
相変化（沸騰・凝縮・凝固、蒸発）
熱伝達
流動不安定
界面現象
乱流構造
閉塞
相分布，速度分布，流量分布
ボイド率、体積率、濃度
圧力損失
流動様式（流動様式の分類、遷移）
流動の微視（ミクロ）的な特徴評価
流動の巨視（マクロ）的な特徴評価
予測手法・
整理法の確立現象の機構解明
流体流体二相流
流体固体二相流
固気液三相流
液液二相流
固液二相流
気液二相流
固気二相流

0

5

10

15

20

25

30

35

人数

図９

各キーワードの引用度数分布(1) 複雑系に対しては，実験，計算技術ともにまだ不十分である．
(2) マクロ的な振る舞いは比較的明らかにされているが，ミクロ的にはまだ十分解明されていな
い．
(3) ミクロ的な挙動を明らかにするために計測技術の向上が必要．
(4) 全てが行き詰まっている状態という意見もある．
3.3.3 研究に関する提言など
研究に関連する内容で，学会に対しての要望をまとめると，以下の通りであった．
(1) 専門性の高い分科会，委員会の設置(2) 共同研究体制の確立(3) 研究開発資金の確保(4) 他の学協会との積極的な交流，企業との連携(5) 実験機材の共同利用を促す仲介役を学会が受け持つ(6) 汎用性のあるコードを産官学が協力して作成

16

3.3.4 学会に対する要望など(1) 学会誌の”テクニカルデータ”を，”テクニカルノート”や”テクニカルレポート”に改めるべき．
(2) 査読者のレベル（モラル？）に問題あり(3) 財政面，収集・発信できる情報の質から考えて，学会は遠からず厳しい局面を迎えると思われる．
3.3.5 専門書
表２に示すように，各専門分野について，多くの専門書および入門者向けの書籍が推薦された．
これらは，会員が未体験の問題に直面した場合に，有用なデータになるであろう．
3.4 基礎分野のまとめ
会員へのアンケート調査結果を基にして，混相流の基礎分野における既知の内容と今後の課題を整理した．対象となる流動は，やはり気液二相流が多いようであるが，その研究内容は，分散性二相流や複雑系の構造解明，ミクロな二相流が注目されているようである．ただ，固気二相流では，従来から粒子周辺の乱流構造について多くの研究がなされており，従来から言われているような気
液，固気といった分類の意味合いが年々薄れているようである．
また，研究手段は，明らかに実験からシミュレーション（計算）に移行している．ただ，両者 がお互いの特徴を生かして補い合うという考え方はやはり強いようである．ただし，実験と計算技術のいずれも，複雑系などでは，まだ不十分であることが指摘されており，二者択一ではまく，両方の技術向上を目指した研究が，今後も不可欠であろう．
最後に，本アンケートに対して，難解な問いであるといった多くのご意見を頂いた．確かに答えにくいという意味で難解な質問であったが，それにも拘わらず回答をお寄せ頂いた方々に感謝の意を表します．

4. 応用分野（産業分野）における混相流技術の現状と課題
4.1 応用分野の分類
混相流学会におけるシンポジウムの分類を参考にして選出した結果，以下の分野に分類ができた．
(1)雪氷混相流， (2)流砂，漂砂，土石流， (3)磁性流体， (4)伝熱関係， (5)バイオ流体，(6)知能性／機能性流体， (7)流体の微粒化， (8)微小重力の混相流， (9)充填層･多孔体，流動層･噴流層，輸送， (10)キャビテーション， (11)材料プロセスと混相流， (12)環境対策技術， (13)エアリフト，(14)食品，(15)電子機器などが挙げられる．
応用分野の分類に示したものの中で，電気機器，冷凍空調，および雪氷関連を例にとり，これらにおける混相流問題の現状と課題を以下に示す．
4.2 電気機器(家電製品等)における混相流技術の現状と課題
1. 洗剤レス洗濯機
気液二相，特にマイクロバブルの洗浄力を応用して汚れを除去している．水中のマイクロバブ
ルの表面エネルギーによる汚れの除去に係わるメカニズムについては，未だ明らかにされておらず，今後の研究を待っている状況である．
2. 排気レス掃除機
ゴミと空気の固気二相を吸引して，遠心分離にかけ，ゴミを固気分離し簡単ポイ捨て，空気は再循環と掃除機の浮上に使用している． 固気速度比及び遠心力による固気分離効率等一様でな
いゴミという固体の取り扱いに関して全く基礎データがない．

17

3. 電子レンジ解凍ムラ
固液二相の誘電率差に基づく，食品の解凍ムラ，温度ムラをなくすために，マイクロ波給電口の複数設置とインバータ制御を行っている. ．しかし，未だにマグロの解凍に不十分で品質劣化があり，マイクロ波+副射+真空引きという固・液・気の三相利用が進んできている.
4. 冷凍冷蔵庫の透明氷製氷と氷表面への臭いの吸着
製表時の結晶成長速度のコントロール固液二相及び氷表面の昇華に伴うマイクロポーラス面への臭いの吸着により臭い氷ができている．メカニズムは予想できても，どうすれば透明氷を速く作れて，氷が臭くならないで保存できるか，が未だ模索中である．
5. エアコンの露飛び
COP 競争の下に，室内熱交換器の実装密度が高くなり，不均一気流の流れ及び室内断熱性の向上による VOC により，冷房運電時核生成メカニズムがシビアーになり，湿り空気から，露発生と露飛びが多発している．気液二相の課題として，液の核生成メカニズムが未定．
6. 冷凍サイクルの oil 発泡
気液二相問題の中の oil 発泡は，冷媒液と液・オイルからオイルのガス化(発泡)の核が液体中の気体核生成問題として, 浮上している．
1〜6 の共通項目として，ナノ技術核生成技術が今後のテーマと考えられる.
4.3 冷凍空調分野における混相流技術の現状と課題
1．CO2 による固気冷却技術
固気二相流の問題．技術課題は，以下の 7 項目
(1) 昇華伝熱機構，熱交換器(2) 固気流体分配技術(デェストビューター)(3) 液-固気膨張弁の開発(4) 固気流体圧損の解明(5) 液-固気エジェクターの効率向上(6) 液-固気膨張機の効率向上(7) 昇華膜潤滑技術
２．氷スラリーシステム
固液二相流に関する問題が主である．技術課題として，(1) 配管系での閉塞防止技術の確立(2) 氷スラリーシステムの汎用設計技術の確立や高信頼性の製氷機器の開発も重要である．
３．相変化問題
冷凍空調分野では，相変化を利用するものが多く，混相流技術と密接に関係している．相変化における技術課題は，以下のものが挙げられる．
(1) 直接接触カスケードコンデンサー(CO2 -C2 H4 etc.)の技術(2) 希薄流体の凝縮，蒸発(水冷媒)機構の解明(3) 超臨界流体の流動特性，(4) 氷界面での物質移動(排水凍結濃縮)特性の解明
４．吸収，吸着を利用した冷凍空調技術
この分野では，高効率固体伝熱技術 と，CO 2 媒体吸着(CO2-金属コーティング吸着剤)技術の確立が必要である．

18

4.4 土木工学関連における混相流技術の現状と課題
土木工学系分野での混相流に関連する問題については，環境水理学的観点から種々の研究が進められている．特に，自然災害や環境保全等に関連して河川工学に関連する問題が数多く発生し，その研究対象の一部が混相流学会誌にも紹介されている．海岸工学における漂砂に関連する研究は，
砂粒子と流れ以外に波も関連した大変難しいものであり，混相流的な新たな取扱いが展開されることであろう．図 10 に土木工学分野での主たる混相流関連問題分類のフローチャートを示す．混相流学会誌に特集として紹介されている記事を基にフローチャートの項目の簡単なまとめを以下に示す．
それぞれの研究には数多くの参考文献が示されているので，検索などのレビューが比較的簡単にできると思われる．なお，漂砂に関しては，｢波と漂砂と構造物｣と題して成書となっており，基礎理論から調査･実験結果までがまとめられ，数多くの文献が紹介されている．
1． 密度流現象
海岸付近における河川水が入り交じる汽水域や河川上流域の貯水池では，様々な環境水理学的諸問題に関連する密度流の基礎的研究が進められている．密度流現象には様々な素過程が介在するが，水質輸送に対して重要な役割を果たし，その解明に多くの精力が注がれてきた鉛直混合に関する研究が中心となっている．
2． 流砂現象および流砂を伴う流れの力学
河川などでの水流の作用を受けて運動する砂礫を総称して流砂と呼んでいる．流砂の形態は，河川の勾配や流れの強弱に支配される．砂粒子の運動は，一般に勾配の急な領域では土石流の形態をとり，沖積部河川の勾配の緩い領域では転動，滑動および跳躍運動からなる掃流砂の形態をとる．さらに，砂粒子に働く流体力が大きい場合には，乱流拡散によって粒子は流水中に浮遊しながら輸送される．これは浮遊砂あるいは浮流砂と呼ばれている．
このような流砂現象は，固液混相流の代表的なものの一つであり，河川工学では流砂研究が中心
課題の一つとなっている．流砂現象に対して固液混相流としての支配方程式の構築も進みつつあり，
自然災害における土石流防止対策や流砂量算定式の精度などの向上が期待されている．移動床水理学に関する最近の動向の中から，特に計算力学的な観点に立った研究の紹介がみられる．さらに，河川や海岸での土砂輸送だけでなく， 広く大気圏の問題も含め混相流場における特性の解明の重要
土木工学系分野での混相流

環境水理学

河川工学関連問題(土砂輸送)(川づくり)

土石流

海岸工学関連問題

移動床水理学

掃流砂

(密度流)

浮流砂

(貯水池)
多自然型
河川

河川域
植生

砂防

堆砂

濁水
長期化

流砂量
算定

河床波

貯水池での
水温成層

河口閉塞

図 10 土木工学系分野での主たる混相流関連問題分類

19

感潮河口での密度流漂砂

性から｢大規模･複雑混相乱流場｣に関する数値解析の紹介もみられる．
3． 貯水池の濁水挙動
洪水時には多量の土砂を含む濁流が貯水池に流れ込む．そのために貯水池内に土砂の堆積，各種の水路の磨耗や濁水の長期化などの問題を引き起こす．このような問題に対して混相流としての濁水の挙動把握や堆砂の処理問題への取組みが行われている．
4． 多自然型河川における混相流
最近の河川周辺の話題として自然共生や多自然といった語が挙げられる．自然あるいは自然の特性をいかした川づくりを一般に多自然型川づくりと呼んでいる．その川づくりでは，従来の洪水防御などに関係する技術･観点に加え，土砂輸送とそれによる河道動態，河川域植生の存在とその流水への影響が大きな鍵になっており，混相流的観点からの研究 の必要性が生じている．それに関連して河川内やその周辺の植生等にも目が向けられ，植生層上に発生する乱流構造とそれに伴った熱･物質の交換機構に関しての報告紹介がみられる．
4.5 応用分野における技術情報の公開
応用分野での混相流の方向性は流動的であり，絶えず最新の技術情報が求められ，その都度迅速な情報の整理や方向性の提示が求められる．従って，混相流学会としては，この応用分野の学問や技術の体系化では，学会ホ−ムペ−ジに混相流専門技術別のウエッブ（Web）サイトを立ち上げ，
最新の関連学術や技術情報を書き込み公開する即効性のある情報提供が望まれる．各専門分野のWeb サイトの更新や維持は，会員による専門委員会が行う．
専門分野の最新情報の公開は，会員無料や非会員有料等種々の方法が考えられる．ある程度その専門分野情報の体系化ができた段階で，CD-ROM 化による成熟した専門分野の体系化を行い，その専門分野組織を解散し，派生した新たな専門分野の創設を行う．
以下に，ホ−ムペ−ジの Web サイトに，混相流技術の体系化されたものを検索する具体例を示す．
○ 混相流学問・技術の体系化における応用編 Web サイト構築例（具体的に下記 Web サイトを開くとキーワードの内容が現れる）：
混相流に関する情報が必要な場合に，混相流の大分類（ 2 相:，気-液（相変化無し，有り），固-液（相変化無し，有り），3 相・・・・・・）．
混相流の小分類（固-気（相変化有り）：キーワード；，雪関連
・雪関連の混相流（ホームページ http://heat6.mech.okayama-u.ac.jp/snow/index.html）
混相流の小分類（固-液（相変化有り）：キーワード；氷スラリー関連
・氷スラリ−関連の混相流（ホームページ http://heat6.mech.okayama-u.ac.jp/iceslurry/index.html）

20

No

専門分野

キーワード

これまでに分っている
こと

表２
今後の課題

アンケート結果
課題の克服に必要なこ
と

専門書

入門書

1

キ ャ ビ テ ー シ 気液二相流
キャビテーションの発 キャビテーション気泡 流体分野に限らず，複 「 キ ャ ビ テ ー シ ョ ン 「 キ ャ ビ テ ー シ ョ ン
ョ ン に よ る 表 予測手法・整理法の確 生領域などの予測の崩壊衝撃圧力が実験 数の分野の研究者の知 基礎と最近の進歩」加 基礎と最近の進歩」加面改質
立
キャビテーション気泡 的に定量的に評価でき 見を有効に生かせる研 藤洋治編著，槇書店， 藤洋治編著，槇書店，
計測技術開発の崩壊衝撃力の計測ない．またその圧力を 究体制が必要である． 1999 年
1999 年
数値シミュレーション
により定量的に求めるのかが困難である．

2

流体工学（機械工学）

気液二相流
気液二相流の１次元的 気液二相流の多次元的 なし
現象の機構解明
性質は，ほぼ解明され 挙動
予測手法・整理法の確 ている
立

その他

21

気液二相流の数値解析 気液二相流ハンドブッ 学会誌における「論文」（原子力学会）ク（日本機械学会）と「テクニカルデータ(ホームページ上ではテ
クニカルノートと書かれた所もありどちらが正しいか不明)」の分類に疑念があります．査読付であるのに関わらず何故，分ける必要があるのでしょうか．また，分ける場合，その分類の基準は何処にあるかが極めて不明確です．またテクニカルデータという名前ではデータを出しただけという印象を与え，査読付というイメージがありません．テクニカルレ
ポートあるいはテクニ
カルノートに改名すべきだと考えます．また査読者レベルが高くな
く「細かいところに難癖をつける，あるいは揚足を取る」，「著者の考えを無視して査読者の意見（間違っていることもある）を強制する」様な人がいるようです．特に論文の著者が若い研究者の場合，

もっと教育的な査読を心掛けないと，若い研究者は伸びず学会は発展しないと思います．
なお，同じ査読付でもショートノートがある
ことはよいことだと思います
流体工学(機械 固液二相流現象の機構 回答することが困難で 回答することが困難で 回答することが困難で
工学)
解明
す
す
す
予測手法･整理法の確立，流動の微視(ミクロ)的な特徴評価
流動様式(流動様式の分類，遷移)
圧力損失，体積率
閉塞，熱伝達，実験，計測，制御，実用化技
術開発

4

流体工学(水工 流動不安定
水理学)
流れの可視化実験

計測可能な部分につい 複雑な流れの解明てはほとんどが明らかとなっている

5

化学工学

気液二相流
気液固三相流

気液二相流では主に化 左記に示したように現 混相流の研究では，ど Transport Phenomena Transport Phenomena
学装置内の挙動を研究 実の系を対象とした研 ちらかといえば流体力しており気泡塔を主目 究を必要とすると考え 学的研究が多いが，実的としており，かかる る
際には化学物質を考慮
装置内での発生気泡のしたもう少しミクロ的
大きさ，装置内での流な立場での研究姿勢を
動様式，物質移動特性
必要とするについてかなりの蓄積があると考えられる．
しかしこれまでの研究
は主に純粋流体を主に対象としており，現実には汚れた系であるため，これまでの結果を踏まえた実際の系での研究を必要とする

6

流体工学
液体の微粒化

界面現象
高速

巨視的な微粒化機構の 分子及び原子レベルで ナノオーダーでの高速みがほぼ解明されてい の微粒化機構の解明と 気液界面現象の解明の22

3

可視化計測技術の向上

可視化情報ライブラリ 各種流体力学系またはー，Handbook of Flow 水理学系教科書
Visualization (英語版，日本語版)

アトマイゼーションテ
クノロジー

気液二相流る

これらの計測技術の改 ための委員会や分科会
善
の開催

土木工学
水理実験
数値解析
(FEM,SGM)

8高 速 非 定 常 噴 気液二相流，
１）高速非定常噴霧（ノ １）高速非定常噴霧
ｐｓレベルの安価な光霧特性現象の機構解明，
ズル出口流速：100ｍ/ ノズル出口及び噴霧軸 源
高 速 非 定 常 燃 予測手法･整理法の確 ｓ以上）
近傍の単位体積当りの 一現象の連続撮影用の焼特性
立，噴霧内部および噴霧周 液滴数密度と液滴速度 強力かつ安価な光源
流動の巨視(マクロ)的 囲の乱流構造（PIV ） が速い領域の情報
高速現象用三次元 PIV
な特徴評価，
噴 霧 内 定 性 的 液 相 分 定量的液相時空間分布 手法
流動の微視(ミクロ)的 布 ･ 定 量 的 気 相 の 時 空 ２）高速非定常燃焼
な特徴評価，間分布(レーザ誘起蛍光 定量的化学種時空間分
相分布，速度分布，乱 法)
布流構造，流動不安定， ２）高速非定常燃焼（燃 多種の化学種の定性的
相変化(沸騰・凝縮・蒸 焼期間：数 10ｍｓ，高 時空間分布
発)，高速，高温・高圧， 温高圧雰囲気中）
実験，モデリング，シ 定性的化学種時空間分
ミュレーション，布(レーザ誘起蛍光法，計測技術開発干渉フィルタ法)
定量的すす数密度・粒径時空間分布（レーザ
弾性散乱法・レーザ誘起赤熱法）定量的温度・相対すす濃度時空間分布(二色法)

9

流体工学

乱流構造，現象の機構 単相で非圧縮の乱流の 多相流体のようなキタ 数値シミュレー ション 木田重雄･柳瀬真一郎
解明，予測手法･整理法 ついては統計的性質と ナイ流体の乱流の現象 と計測の融合「乱流学」朝倉書店の確立，シミュレーシ 渦構造がわかっていま 解明
吉澤微「流体力学」東ョン，モデリングす
圧縮性乱流
京大学出版会
計算手法確立

10

機械工学
流体工学
流体機械

気液二相液
ターボポンプ内での気 気疫二相流管内流にお 即，答えが出る研究で固気液二相流
液二相流を対象として いてさえ，いまだに， はなく，将来を見据え現象の機構解明いるがその定性的な挙 実 験 と 計 算 の 両 面 か た地味な基礎研究の充流動の巨視（マクロ） 動については把握され ら，その挙動解明とモ 実こそが大切なように

23

7

気液二相流(空気と水)，
流体流（水），
固液二相流(砂と水)森北出版
2001 年

気液二相流(空気と水)；落下水に混入する
空気量，開水路流から管路流に遷移するときの空気の挙動流体流(水)；横越流? の分流特性
固液二相流(砂と水)；河床変動の現象把握と予測

工業的有用性という立場から研究を進めているものにとって先に述
べた複雑系における挙的な特徴評価
体積率，閉塞
流動不安定
実験つつある．しかし，気 デリングが精力的に行 考える
液二相流時におけるポ われていることを考え
ンプ作用の保持といっ ると，それらの成果を，た要求などに対する工 それらの成果を，即，業的に有用な答えを出 複雑系，例えば流体機
すには至ってない械内での二相流に応用できる段階にはほとん
どない．それら単純系
での成果をベースとして複雑系における挙動解明とモデリングが展開されることを望む

気液二相流
固気二相流

気液二相流：通常の二 気液ニ相流：通常の二相流に関しては，流動 相流に関しては，詳細
様式，ボイド率，圧損， な流れの構造の理解と熱伝達率などについて そのモデル化，複雑なかなり理解が進んでい 気液界面の変形を予測ると思われる．
できる 3 次元数値解析
固気二相流：流動と相 モデルの開発の必要性
分布，熱伝達特性など， があると思う．
余り詳細に理解がされ 固気二相流：流動と相ているとは言い難い． 分布，熱伝達率など，
実験とモデル化による詳細な理解が必要．

動解明がほとんどわかっていない現状では，その現象の本質的なところをどこまで掘り下げた研究をすべきか，といった悩みにぶつかる．またそのような基礎的なところが解明されたとしても，その応用から，果たして工業的有用性に結びつけることが出来るのかといった疑問を持つとにかく地道な研究から，一つ一つの現象が解明されていくことを願っている．この種の研究成
果も大切にする学会であってほしい流体・熱工学12

機 能 性 流 体 力 流動の微視(ミクロ)的 既存の機能性流体の開 新たな機能性流体の開 共同研究体制の確立と 日本機械学会編：知能学
な特徴評価
発，流体としてのマク 発，超微粒子のミクロ 分担の明確化
性流体工学に関する調シミュレーションロ的な特徴評価な振舞いとその流体の査研究分科会成果報告
実験技術開発流動特性への影響
書(主査：神山新一)，
pp.1-258(1995)

13

マ イ ク ロ バ ブ 気液二相流
ル発生機構，マ 固気二相流
イ ク ロ バ ブ ル 圧力損失に よ る 水 質 浄 流量分布 閉塞
化

24

11

私は，学者でないので答えられないが，この 2〜3 年の間に，様々な応用技術が現れてきていると感じています．

・気液二相流技術ハン
ドブック
・Wallis,One-dimensional
Two-phase Flow.
・Collier, Convective
Boiling andCondensation.
・赤川,機械工学大系・
気液二相流，
・植田, 気液二相流
二相流に関する種々のハンドブック等
日本機械学会編：機能性流体・知能流体，コロナ社，2000 年 4 月

14

分散混相流

15

環境装置開発 固気二相流
熱工学，燃焼， 乱流，流動層
伝熱

25

16

17

乱流構造
実験により得られた時 いろいろな物理量の瞬 計測機器の充実
圧力損失
間平均した流れ構造， 時の空間分布とその時相変化(沸騰・凝縮・凝 巨視的な乱流特性
間変化
固，蒸発)
化学反応を伴う混相流
物質移動
の解明

個別に実証中心の開発を実施．
わかっていると考えていても装置具現化の段
階では実証実験が必須

・Clift et al.,“Bubbles, Drops andParticles”, Academic
Press ,1978. ・Liang-Shin Fan and
Katsumi Tsuchiya,“Bubble Wake
Dynamics in Liquids
and Liquid-Solid
Suspensions”,
Butterworth, 1990.
・日本機械学会編，「気液ニ相流技術ハンドブック」，コロナ社，1989．
・S.L. Soo,
“Multiphase Fluid
Dynamics”, Science
Press, 1990.
・日本流体力学会編集，「混相流体の力学」，朝倉書店，1989.
流動層ハンドブック

固気二相流，気液二相 ミクロメカニズムは何 すべて行き詰まってう 課題が見つかれば自動流，固液二相流，液液 も判ってないように思 ろうろしている状態． 的に解決する．
二相流，現象の機構解 う
現象をよく観察する事 課題は各自模索中
明，流動の巨視(マクロ)が肝要
種種の他学会の発表に的な特徴評価，乱流構
留意．
造，熱伝達，相変化(沸ヒントあり．
騰・凝縮・凝固・蒸発)，
物理，バイオ(医療など)
物質移動，実験，モデ
リング，シミュレーシ
ョン，実験技術開発，
計測技術開発数値流体力学
流体機械

気液二相流，流動の巨 キャビテーション流れ 流れの構造解明のため 流れの構造解明のため 数値流体力学(保源・大視(マクロ)的な特徴評 の計算手法は大体分っ の具体的な実際流れの の 細 か い デ ー タ の 情 宮司偏，東京大学出版
価，ボイド率，相変化， ている．
モデルの研究報，研究が必要会)
シミュレーション，計
乱流の数値流体力学(大算手法確立，計算コー
宮司，三宅・吉沢偏，ド開発，現象の機構解
東京大学出版会)

粉流体の空気輸送

明，シミュレーション，
計算手法確立，計算コ
ード開発

26

18

気泡力学

19

噴霧・燃焼工学 気液二相流，現象の機 液滴の蒸発解析，燃焼 多成分の蒸発解析
構解明，相変化，物質 の総括モデル
詳細反応論モデルによ移動，実験，モデリン
る燃焼解析
グ

詳細の専門書はあまり 一般の燃焼工学関係のありません．
教科書

20

流体工学，
画像解析

M.ラッフェル，C.E.ヴ 木村一郎，植村知正，
ィラート，J.コンペンハ 奥野武俊 著
ンス著 小林敏雄 監 可視化情報計測修
近代科学社
PIV の基礎と応用
Springer21

キ ャ ビ テ ー シ 気液二相流
キャビテーション発生 液体の抗張力評価，キ 通常の液体およびキャ キャビテーション：槇 キャビテーション：槇ョン
現象の機構解明，予測 の様相と機構
ャビテーション壊食の ビテーション流れでの 書店
書店
高速液流工学 手法確立，流動の微視
予測
ボイド率比の計測法(ミクロ)的な特徴評価，
流動様式(流動様式の分類，遷移)，ボイド率
相分布，乱流構造，界面現象，流動不安定，
相変化(沸騰・蒸発)，高速，実験，モデリン
グ，シミュレーション，
実験技術開発22

気液二相流

気液二相流，現象の機構解明，界面現象，相変化(沸騰・凝縮)，
シミュレーション

界面現象
実験技術開発計測技術開発気液二相流
液液二相流
混合，PTV，PIV

研究課題：スケールダ
ウンした，微小機械要
素内部の混相流
問題点：気泡の合体・分裂，流動様相の変化，相互干渉

上記の混合問題を画像 マクロな現象は過去に ．
解析によってアプロー かなり蓄積されている
チしつつあるが，実際 がミクロな考察が必要の混合過程は不明であ である．
ると考えている．たと
えば液・液混合で界面での発生場所や微粒子個数は把握できても，その発生メカニズムは仮定の域を出ない．

沸騰水型原子炉の新型 今までは実寸大試験が 精度の高い３次元二相 学会が主体となった計 ・気液ニ相流(植田著) ・気液二相流(赤川著)
炉内機器の開発(流動の 主流であったが，シミ 流解析コード
算コード開発・気液二相流の数値解 ・軽水炉(秋山守著)
巨視(マクロ)的な特徴 ュレーション解析をや析(原子力学会熱流動部
評価)ってから機器性能を試会編，朝倉書店)
験で部分的に確認する
・気液二相流技術ハン
手法に変わりつつあ
ドブック(日本機械学会

解析コードのモデルは急速に詳細なメカニズ
ムモデルに進展していきます．混相流学会としては界面現象のモデリングを中心に汎用性

る．

編，コロナ社)のあるコードを産・官・学で協力して作られたら如何でしょうか？

キ ャ ビ テ ー シ 気液二相流，液体固体 ポンプのキャビテーシ ・ョン，ターボポ 二相流，流動の巨視(マ ョン性能：定性的に以ンプクロ)的な特徴評価，圧 下の事柄が判っている
力損失，速度分布
が，理論的な実用精度 ・の予測は不可キャビテーションの ・発達がある限界を超えると性能が落ちること(CFD で一部は可能となりつつある)
キャビテーションが発達すると，あるキャビ
テーション係数でキャビテーション強さ(騒音，振動)が最大となる
ことキャビテーション損
傷の理論的予測は不可

24

環境工学

25

機 械 シ ス テ ム カプセル輸送，シミュ
工学
レーション，固気二相流，気液二相流，現象の機構解明，流動の巨視(マクロ)的な特徴評
価26

廃棄物処理，排 廃棄物処理：固気二相 条件付で，やっとシミ 相変化の有る混相流の 産学共同の実機を用い ・オーム社，廃 棄物学 ・オーム社，志垣政信 研究部門でないため，
ガス処理
流ュレーション可能な状 シミュレーション
た解析
会編，廃棄物ハンドブ 編著，絵とき廃棄物の 余り参考にならないと排ガス処理：固気二相 況
ナノベースの流動評価 ック
焼却技術
思いますが，現象とし流，気液二相流，固気・ フ ジ ･ テ ク ノ シ ス テ ・オーム社，タクマ環 ては，最近，マイクロ

27

23

固液二相流
解析手法の開発は精力
界面現象的に行われているが，流動様式(流動様式の分 現象を構成する機構／
類，遷移)因子の解明については現象の機構解明不十分．

キャビテーション 他の学会の研究会との ① 加藤洋治編：新版 質問 6 に記載の①の書流れの精度高いシ 交流
キャビテーション 物
ミュレーション
・機械学会 キャビテ
基礎と最近の進歩
キャビテーションーション流れ研究会
槇書店 1999 年 10
損傷の理論的予測
主査：井小萩利明(東月
キャビテーション北大)② Knapp,R.T., Daily
J.W.,に基づく騒音・振 ・ターボ機械境界 キ
Hammitt,F.G.:動の発生機構の解ャビテーション研究
Cavitation,
明分科会 主査：井小McGraw-Hill Book
萩利明(東北大)Company,1970③ Li,S.C. Ed.:
Cavitation of
Hydraulic
Machinery,
Imperial College
Press, 2000.
④ Brennen, C.E. :Hydrodynamics of
Pumps, Concepts
ETI, Inc. andOxford University
Press
自然災害及び環境修復 W.H. McAnally and
技術分野に関する研究 A.J. Mehta: Coastal
者への働き掛けが少な and Estu arine Fine
Sediment Processes,
いように感じる．
Elsevier.

吉川秀夫編著：流砂の水理学，丸善研究開発資金の確保

液三相流ム，竹内雍監修，孔質 境技術研究会編，ごみ からナノの解析が必要
体の性質とその応用技 処理技術 絵とき基本 となっています．
術用語
・テクノシステム，立 ・オーム社，タクマ環
本英樹，安部郁夫監修， 境技術研究会編，大気活性炭の応用技術
汚染防止技術 絵とき
基本用語(a) 導 電 性 流 (a) 固液二相流，液液 (a)体の混相
二相流，気液二相流
流，現象の機構解(b) 強 磁 場 下明，流動の微視(ミクの混相流ロ)的な特徴評価，高温，乱流構造(b) 固液二相流，気液二相流，現象の機構
解明，流動の微視(ミ (b)クロ)的な特徴評価，
流動様式(流動様式の分類，遷移)28

管 内 気 液 二 相 気液二相流
流 に お け る チ 圧力損失
ャ ー ン 流 の 流 界面現象
動 構 造 と 流 動 流動不安定
様式遷移

29

自 然 循 環 系 設 流動不安定，予測手法･ 設計自体は，過去の蓄 研究の結果を確実なも計法の確立
整理法の確立，現象の 積を基に conservative のとして，設計の指標
機構解明，流動の巨視 に行われている．
としてまとめることが(マクロ)的な特徴評価， 自然循環系の流動不安 必要．
シミュレーション，計 定に関して，その機構
算コード開発，モデリ の概要は明らかになり
ング，気液二相流つつある．しかし，その詳細，定量的な予測にはまだ不十分であると考えている28

27

主に，分散相が希 (a)薄な場合が対象なので，定式化は比較的容易である． (b)しかし，可視化実
験ができないので，現象把握に不安がある．
新しい研究分野なので，未整理な部
分が多い．ただし，基本的には重力の効果を磁気力の効果に置き換えるだ
けなので，特別な難問は発生しないと予想しています(a)「材料電磁プロセッ
シング」(社)日本鉄鋼協会
材料電磁プロセッ
シング研究グループ編
東北大学出版会

乱流構造および粒子(気泡を含む )の
合体．
特になし．

チャーン流に関しては
界面波の形成と伝藩が摩擦圧力損失に大きく関与していること．

気液二相流 植田辰洋
著 養賢堂
Two-Phase Flow inComplex Systems,
Salomon Levy, Wiley.
Boiling, Condensation
and Gas-Liquid Flow
P.B.Whalley, Oxford at
the Clarendon Press.
G.Hestroni, Handbookof Multiphase
Systems,
Hemisphere(1982)

藤井他，気液二相流の動的配管計画，日刊工業新聞社(1999)．
P.B.Whally, Boiling,
Condensation and
Gas-Liquid Flow,
Oxford(1987)．

30

土 木 工 学 に お 気液二相流，固液二相 平均的に関する流動， 乱流構造とその熱及び 同様の課題を持つ異分 岩佐義郎編著「湖沼工 岩佐義郎編著「湖沼工ける環境工学 流，現象の機構解明， 熱移動，物質移動特性 物質移動への影響
野間の研究交流や研究 学」
学」
予測手段の確立，速度 に関してはほぼわかっ 気液及び固液混相流に 情報の交換
楠田哲也編著「自然の分布，乱流構造 ，熱伝 ている
おける各相間の相互影
浄化機構の強化と制達，物質移動モデリン
響
御」グシュミレーション
時空間スケールの異な松梨順三郎著「環境流る減少の総合化による体輸送」
全体像の解明

31

流体計測

32

流体・固体混相 固気二相流 現象の機 伝熱や化学反応などが 液体中の 2 つの球や球 Multiphase Flows
粉体シミュレーション流の数値解析， 構解明 流動様式(流動 ない高濃度の固気二相 と壁面との相互作用は with Droplets and入門，粉体工学会編，
粉 粒 体 挙 動 の 様式の分類，遷移)
流は DEM(個別要素法) 昔から多くの研究者が Particles,C.Crow,M.So 産業図書，1998
数値解析と既存の CFD で計算で あるが，多数の粒子が mmerfeld and Y.Tsuji,
きる．ただし計算能力 ある場合に拡張するこ CRC Press, 1997

気液二相流，液液二相流，計測技術開発

計測の基準値が研究機 標 準 計 測 の 施 設 を 作関で統一されていない り，そこで校正された機器を使用するようにする

29の限界により，粒子数 とが今後の課題としては限られる．
ある．
DEM において粒子数の限界を克服す る方法を開発すること．工業現場で出くわす混相流の多くは伝熱，化学反応，静電気，付着力な
どの複雑な要素が絡んでくる．
そのような要素の影響を組み込むプログラムを完成させることはき
わめて実用的な価値が高い．
33

気液二相流，沸 気 液 二 相 流 ， 予 測 手 非常に難しい設問です 以下の諸点についても 数値解析と実験(ミクロ ①
騰熱伝達法・整理法の確立，流 が，設問３以下は管内 予測法も充分確立され とマクロ)のおのおのの動の巨視的特長評価， 気液二相流の圧力損失 ていないと思われる
専門家あ共同作業で， ②
圧力損失，熱伝達，相 と沸騰伝熱に関する予 ＊ 傾斜管，水平間で 具体的に現場で生じて変化(沸騰)
測手法・整理法の確立
大口径管(内径 100 いる二相流の現象の解という観点から，お答
ｍｍ以上)の場合の 明に取り組むような場 ③
えします．
気液二相竜の諸特 があればよいと思う．
＊垂直及び水平管内の性(実験では難しい部分を
蒸気／水二相竜の沸騰 ＊ 障害物のある場合 数値計算で補完するこ ④
伝熱特性(熱伝達率，ドのドライアウト特 とで，予測手法の精度

気液二相流(赤川浩 6 に挙げた文献は，いず爾)→絶版？
れも初学者でも理解で
伝熱工学の進展Ⅰ きるように書かれてい(世古口言彦，養賢 ると思うが，気液二相堂)→絶版？
相流全般を勉強するに
気液二相流(植田辰 は，④が良い．
洋 ， 養 賢 堂 ) → 絶 (現在の版では流動が主
版？)
だが，改訂版では沸騰
気液二相流技術ハ 伝熱も詳述される模様)
ンドブック(日本機ライアウト特性，など)，
圧力損失，ボイド率は ＊大体推定できる(ただし管内径が 60ｍｍ以下の
場合)
＊

30
34

冷凍・空調用の 固液二相流
ダ イ ナ ミ ッ ク 圧力損失型氷蓄熱
閉塞(表 1 から選択)
氷スリラー

35

①

②

性
と範囲を広げる，等→
械学会編，コロナ
水以外の流体 2 対 例えば，実験で は物性社)→改定作業中？
する扱い→相似性 値を独立に変化させる ⑤ 時 蒸 気 動 力 (4,5は何か？
ことは難しいが，数値
章)(石谷，赤川，他，
数値解析技術とミ 解析では容易である．
コロナ社)
クロな計測技術は 実験に数値解析を取り ⑥ 気液二相流研究史
非常に進んできて 入れることにより，気と関連技術―気液
いるが，それが予 液二相流の諸現象に及二相流研究史の私測手法・整理法と ぼす物性地の影響を明感―(赤川浩爾，混
十分結びついてい らかにし，ひいては気相流学会機関誌
ないように思う(気 液二相流の相似則を明「混相流」二連載
液二相流全体につ らかにする，等)中)いて)→現場で生じ＊圧力損失，ボイド率る問題に対処するについては①，流動様ためには，対称と式については②，沸騰する現象を予測で伝熱については③が良きる事が必要．
くまとめられているが，いずれも絶版？
＊⑥は気液二相流の研究の歴史を，その時代の技術上の要請との関連で書かれており，興味深い．またこの文献
は気液二相流研究の頂点を知るうえでも興味深い．

冷凍分野で氷スラリー 氷スラリーを利用した 氷スラリーの閉塞減少 専門分野で詳細に述べ 専門分野の諸学者が参を利用したシステムが システムの信頼性(とく の解明られている書物：なし 考にできる書物：氷蓄
実 用 じ ゃ さ れ て い る に閉塞限界)と設計方法(とくに氷スラリーにつ 熱全般については多数が，その設計条件は十 の確立
いては)あり．たとえば「蓄熱分に規格化され，一般
工学 1・2」関信弘編集，的に設計できるのかが
森北出版
不明．(各種氷スラリーについての設計資料が必要．)

高 速 伝 熱 ①高速伝熱流動現象(蒸 ① 高速伝熱流動現象 ① 速伝熱流動現象(蒸 ① 伝熱流動現象(蒸気 ① 高速伝熱流動現象 ① 高速伝熱流動現象
流 動 現 象 気爆発現象)の解明と制(蒸気爆発現象 )の
気爆発現象)の解明
爆発現象)の解明と(蒸気爆発現象 )の(蒸気爆発現象 )の(蒸気爆発 御
解明と制御
と制御
制御
解明と制御
解明と制御
現象)の解
気液二相流，現象の 現象の大まかなプロセ 蒸気膜崩壊から微粒化 企業レベルでの必要性 日本機械学会編：「沸騰 高嶋武雄，飯田嘉宏著
明
機構解明，高速，高温 スは解明されているにいたる物理機構が解 を踏まえて，企業との 熱伝達率と冷却」日本 「蒸気爆発の化学」裳
超 音 波 に 流動の微視(ミクロ)的 ② 超音波による流体 明されていない．蒸気 連 携 の 上 で 進 め て い 工業出版
華房
よ る 流 体 な特徴現象，界面現象，
制御
爆発現象を制御し利用 る．
② 超音波による流体 ② 超音波による流体

③

④

31
36

制御
熱伝達，相変化(沸騰・ 超音波によって気泡や することができない
多角的な応用を勧めて
制御
制御
微 細 流 路 凝縮・凝固・蒸発)，実 液滴などの分散相の並 ② 超音波による流体 ゆく必要がある「超音波技術便覧」日 望月修，丸田芳幸著「流(マイクロ 験，モデリング，シミ 進運動制御はできる．
制御② 音波による流体制 刊工業新聞社
体音工学入門」朝倉書
チ ャ ン ネ ュレーション③ 微細流路(マイクロ 高温溶融物体の制御が
御③ 微細流路(マイクロ 店
ル，多孔質 ②音波による流体制御
チャンネル，多孔 できていない．
国外(米国，カナダ)の研チャンネル，多孔 ③ 微細流路(マイクロ体)内の熱界面現象，実験，モ質体)内の熱流動の ③ 微細流路(マイクロ 究機関と協力して進め質体)内の熱流動のチャンネル)内の熱流 動 の 利 デリング，シミュレー
利用
チャンネル，多孔 ている．
利用
流動の利用
用
ション，能動制御，宇 サブミリオーダーの流質体)内の熱流動の 実際の微小重力環境下 Adian E. Scheidegger, 川合知二監修「ナノテ“The Physics of Flow
低 温 液 体 宙環境利用
路での流動は解明され利用
で野実験体制整備
クノロジーの全て」工Ｃ Ｏ ２ の ③微細流路(マイクロチ つつある．
ミクロンオーダーのチ ③ 微細流路(マイクロ through Porous
業調査会
海 洋 貯 留 ャンネル，多孔質体)内 ④ 低温液体 CO２の ャンネルにおける熱流チャンネル，多孔 Media” University of ④ 低温液体ＣＯ２のに 関 す る の熱流動の利用
海洋貯留に関する 体現象がわかっていな質体)内の熱流動の Toronto Press
海洋貯留に関する④ 低温液 体 Ｃ Ｏ ２ の研究
多孔質体内での流動
研究
い
利用
研究
海洋貯留に関する 前野紀一著「氷の化学」
流動の微視(ミクロ)的 ハイドレートなどの生 ④ 低 温 液 体 Ｃ Ｏ ２ の 混 相 流 学 会 だ け で な
研究
な特徴評価，実験，モ 成条件についてはわか海洋貯留に関する く，機械学会などでの北海道大学図書刊行会“Direct
Ocean
デリング，シュミレー っている．
研究
活動がさかんであり，
Disposal of Carbon
ション
ハイドレート膜の機械 企業での研究開発と連Dioxide” Edited by N.
④低温液体ＣＯ２の海的強度や基本的な物理 動して研究を進めてゆHanda and T.
洋貯留に関する研究
特性などについてはわ く必要がある．
Ohisima,現象の機構解明，予
かっていない
④ 低温液体ＣＯ２の Terrapub,Tokyo
測手法・整理法の確立，海洋貯留に関する
低温，実験，モデリン
研究グ，シミュレーション
国内外の研究機 関と連携して研究を進めており，大きなプロジェク
トの中だけでなく，基礎的現象把握からの研究を進める必要がある．

化学工学(混相 気液二相流，固気液三 リアクター設計の(主に 複雑系化学プロセスで ワーキング・グループ Liang-Shin Fan and
検討中！
Katsumi Tsuchiya,”
流 リ ア ク タ ー 相流，現象の機構解明， 経験に基づく) ノウハ は，固−気，固−液， 化
Bubble Wake
設計)
流動の微視(ミクロ)的 ウ
気−液等の分散系におDynamics in Liquids
な特徴評価，界面現象，
いて異相界面を介して
and Liquid-Solid
流動様式(流動様式の分起こる物質やエネルギ
Suspensions,”
類，遷移)，物質移動，ー変換過程を扱うこと
Butterworth-Heinema
実験，モデリング，実が多く，最近特に，ダnn, Stoneham, MA
験技術開発，計測技術
イナミックに変貌する(1990)
開発
界面とその周辺媒体の複雑な局所流れと共に，マルチスケール・
リアルタイムで同時解
析することが要求されるようになってきた

が，未解決な非線形ダ
イナミックスの問題が山積みされている．

32

37

流体工学

気液二相流，固気液三 設問が大雑把で回答で 混相流における乱流構 中小企業や大学研究室 “Bubbles, Drop and“混相流体の力学”
相流，現象の機構解明， きない造の解明と制御
単位では混相流計測の Particles” Clift et al
予測手法・整理法の確ための高価な実験機材 ただし，いざ自分の研立，流動の微視(ミクロ)を購入できない．学会 究テーマについて言え的な特徴評価，相分布，が仲介となり，実験装 ば該当する良書はない
速度分布，乱流構造，
置の安価なリースを行
流動不安定，実験，計うと大勢の技術者・研算手法確立
究者がたすかる．大きな研究機関に眠っている高価な計測装置などを学会が呼びかけて有効活用させれば十分という実験テーマなど
は，山のようにある．
CFD だけでなく，実験面でも，こういう
collaboration の仕組みを作っていかなければ
ならない．

38

流 体 工 学 ／ 機 固気液二相流，流体固 離散粒子モデルによる ・離散粒子モデルの精械工学体二相流，予測手法の 流動の数値予測という 密化
確立，現象の機構解明， 観点からは，粗大粒子 ・粒子メゾスケールの流動の微視(ミクロ)的 を含む固気二相流二つ 構造の物理およびモデな特徴評価，相分布， いては予測可能 な状況 リング
乱流構造，流動不安定， であるといえるでしょ ・微粒子系の流動予測シミュレーション，計 う．ただし，それが可 と制御
算手法確立
能なのは，せいぜい粒 などでしょうか．その子数が百万個程度まで 他に，何か新しい応用ですから，さらに大き 分野などが開拓できれなシステムについては ばいいと思います．
メゾおよびマクロスケ
ールのモデリングについてはまだまだ問題が残されていると思います．
上記の問題とも関連
しますが，メゾスケー
ル構造の物理も残されている問題です．

・Crowe, C., T,
辻 裕,” 空気輸送の基Sommerfeld M. and礎”(1984),養賢堂
Tsuji, Y., “Multiphaseflows with droplets
and particles,” CRC
Press, Boca
Raton(1997)
・日本粉体工業技術協会編,” 流動層ハンドブ
ック,”(1999)培風館

39

①

②

33
40

Ｃ Ｔ に よ ①C Ｔによる固気二相 ① C Ｔによる固気二 ① ＣＴによる固気二 ① C Ｔによる固気二 ① C Ｔによる固気二 ① Ｔによる固気二相
る 固 気 二 流の計測とその画像処
相流の計測とその相流の計測とその相流の計測とその相流の計測とその流の計測とその画
相 流 の 計 理について
画像処理について
画像処理
画像処理
画像処理
像処理
測とその
固気二相流，現象の 固気液二相流のキャパ キャパシタンス CT は， 昨年の小倉での混相流 Imaging Industrial
混相流向けの CT の本
画像処理 機構解明，流動の巨視 シタンスＣＴ計測は， 不適切逆問題を解法と シンポでは，トモグラ Flows
はありませんが，医療粉体輸送 (マクロ)的な特徴評価， 以下の論文により 1989 しているために，画像 フィーに関して，イン Applications of用であれば，たくさん
濃度，速度分布，閉塞， 年頃から本格的に始ま がぼやける．精度の向 ターナショナル・オー Electrical Process
あります．
計測技術開発りました．X 線によるも 上 が 必 要 不 可 欠 で あ ガナイズドセッション Tomography
例えば，
②粉体輸送
のは，現在，かなり確 る．
をしました．これを機 Plaskowski et al.
医用画像診断装置
Institute of Physics
気液二相流，現象の 立されていますが，汎会に，研究会などの組
岩井義典
Publishing Bristol and
機構解明，圧力損失， 用性を考えた場合は， ② 粉体輸送
織ができれば，よいか
コロナ社
Philadelphia
閉塞，実験
CT のソースは，キャパ 粒子粉体外形の場合， と思っております．
ISBN 0-7503-0296-8② 粉体輸送シ タ ン ス が 有 力 で し などは，これからの研② 粉体輸送もう絶版になったのでて，そのキャパシタン 究テーマです．
② 粉体輸送九 州 工 大 の 富 田 先 生 Handbook of
すが，東京理科大学のス CT は，そのなりの精が，かなりの事を行っ
小石先生の本がわかり度で，固気二相流の粒
Conveying andています．富田先生をやすかったです．
子分布を 10 ｍ ｓ 程 度
Handling of
中心に，学会内で，ま Particulate Solids,
粉体工学一般的なもの
で，可視化できたらととまって研究体制を整 Volume10,に関してはいうのが，現状です．
えていくことは，よい A.Levy.H.Kalman,
粉体工学
Huang,S.M.,
Elsevier
かとおもいます．
河北公夫
Plaskowski,A.B.,
ISBN 0-444-50235-1 小石真純
Xie,C.G. and槙書店
Beck,M.S.,
ISBN 4-8375-0373-X
Tomographic imagingof two‑component flowusing capacitancesensors, J.Phys, E:
Sci, Interrum,
Vol.22(1989)
pp173‑177②粉体輸送
粉体輸送の歴史は古
く，流量，管路径などの各物理パラメータと，圧力損失との関係は大体わかってきてい
ます．

固液二相流
気液二相流
混相乱流
地球環境

気液二相流
液液二相流
固液二相流

・固液二相流 気液二 ・固液二相流，気液二 ・数値解析と実験との journal 論文は数多く 流 体 力 学 シ リ ー ズ ２ 混相流学会の規模を考相流 固液二相流
相流，混相乱流，
ハイブリット化．
あるが，まとまった単 「 混 相 流 体 の 力 学 」 えると，今後の学会運連続体に分散相が混
ミクロ，マクロなス 実験で把握可能な現 行本は今のところ見あ 流体力学会編
営には厳しさが予想さ
在する混相乱流の乱流 ケールの流動構造を同 象 の ス ケ ー ル や 同 時 たらない．
れる．
メカニズムはその多く 時に場計測することが 性，計算で把握可能な
財政面，収集・発信
が未解明．
できない．
ものとを相互に理解しできる情報の量 と質と34

・気液二相乱流
・地球環境つつハイブリット化す
ミクロ，マクロなス
信頼できる計測技術 ること．
ケールの構造はわかり は皆無と思われる．
つつあるが，階層間の相互干渉などは未知．
・固液二相流ミクロ，マクロなス
ケールの構造はわかりつつあるが，階層間の相互干渉などは未知．
混相乱流という切り口では，他の混相流（気液二相流，液液二相流）にくらべて遅れている．
・地球環境
海洋と大気間の物
質・運動量・エネルギ
ー交換の一部が解明されつつあるが，多くは
未知．
41

気体力学，
相変化，熱・エネルギ 相変化を伴う諸問題を 非常に強い相変化現象 この分野での研究者の 未だ，なし
熱・流体力学 ー輸送，シミュレーシ 流体力学的レベルで扱 に対する流体力学的レ 数を増やすことが重要
圧 縮 性 流 体 力 ョン
うに当たって，凝縮相 ベルでの条件が問題で ではなかろうか．
学
界面上で如何なる条件 ある．
（境界条件）を用いれ 研究課題としては，特ばよいのかが完全には に，航空宇宙工学分野
分かっていない．特に， における超高速飛翔体
強い相変化を伴う場合 の空気力学的加熱に対においては，気体論的 する熱防護．これは，解析からの結果を巧く 飛翔体から積極的に蒸使うことによってこの 発あるいは昇華させて問題をクリアーしつつ 飛翔体周りに蒸気膜をある形成させ，飛翔体を極度に高い熱から護る技
術である．

42

（機械工学）流 液単相流，気体単相流，体工学
現象の機構解明，流動の巨視的な特徴評価，
圧力分布，速度分布層
流構造，乱流構造，シミュレーション

いう他方面から学会のあり方を考えるとかな
り厳しい局面に遠からずぶつかると思われ
る．

未だ，なし

35

43

原子炉工学，熱 （原子炉工学回答）気流体工学
液二相流，流体 流体二相流，予測法・整理法の確立，流動の巨視的な特徴評価，流動様式，
ボイド率，界面面積濃度，熱伝達，実験，モ
デリング（熱流体工学回答）気液二相流，現象の機構
解明，流動の巨視的な特徴評価，流動様式，
ボイド率，相分布，速度分布，熱伝達，相変化（沸騰，蒸発），実験，
モデリング，実験技術
開発，計測技術開発

44

熱 工 学 （ 混 相 気液二相流 液液二相 この回答には時間を要流）
流 ， 現 象 の 機 構 解 明 します．それぞれのテ予測手法・整理法の確 ーマごとで，さっぱり
立，流動の巨視（マク 分かっていないから取ロ）的な特徴評価，流 り組んでいるもの，が動様式（流動様式の分 あります．テーマでは類，遷移），圧力損失， なくて，大きい分野にボイド率，体積率，濃 ついて大所高所の観点
度相分布，速度分布， からは，私ごとき人間
流量分布，乱流構造， では残念ながら答えら界面現象，熱伝達，相 れません．
変化（沸騰・凝固），低温，実験，モデリング，
シミュレーション，実験技術開発，計算手法確立45(A) 気 泡 ・ 液 (A) 気泡・液滴・粒子に (A) 抗力については，球 (A) 変形をともなう物 (A) 移動境界問題に対 (A) (1) Title: Bubbles,
滴・粒子に働く 働く力の解析
状気泡，液滴，粒子に 体に働く揚力の高精度 する高精度数値計算手 Drops and Particles,
力の解析
流動の微視（ミクロ） 対して Re=100 ぐらい データの提供．界面で 法の開発．
Authors: R.Clift,(B) 分 散 混 相 的な特徴評価，界面現 までは，精度の高い数 の物質吸着に関する高 学会に望むこと：情 J.R.Grace, M.E.Weber,
乱流の解析
象，物質移動，計算手 値解が得られている． 精度な実験と数値計算 報の共有と共同研究の Academic Press,(C) 混 相 流 の 法確立，シミュレーシ 揚力及び履歴力の評価 結果の比較．
推進．数値計算の失敗 (2) Multiphase Flows
環 境 問 題 の 応 ョン，実験，モデリン がここ 10 年ほど世界的 (B) マイクロ気泡によ 例の紹介，各手法の欠 with Droplets andParticles, C.Crowe,
用（浄水システ グに話題になってきた． る船舶の抵抗低減のメ 点の列挙など．

（原子炉工学回答）原子炉シビアアクシデン
ト時の溶融炉心の挙動
やポストＤＮＢ熱伝達，リウェット現象の機構論的予測，複雑流路内の気液二相流の多次元挙動解析（熱流体工学回答）ＤＮＢ熱流束やリウェッ
ト現象の機構論 的予測，複雑流路内の気液二相流の多次元挙動解析，マイクロ流
路内の熱伝達挙動の機構解明，多重スケールの現象の混在する流れ
場の詳細解析法

M.Ishii "Thermo‑fluid 植田辰洋「気液二相流」
Dynamic Theory of
養賢堂（絶版になった
Two‑phase Flow,"と聞いています）Eyrolles
日本機械学会編「気液(1975).
二相流技術ハンドブッ
その他，様々なジャー ク」コロナ社
ナルに掲載された論文 日本原子力学会熱流動部会「気液二相流の数値解析」朝倉書店

昔に返るようですが，自分で装置を考案・製作し，現象をじっくりと観察する研究者の養成が大切と思います．
シミュレーションも重要ですが，最近は実験をしないで（現象を知らずに）そのことばかりに集中している若手が増えているような気がします．これでは新しい研究テーマの発見
や工業技術の開発が進むのか，疑問に思っております．
(A)(1) Laminar Flow and このようなアンケート
Convective Transportの場合，その分野にとProcesses, L. Gary Leal, って特に重要な論文をButterworth-Heinemann いくつかあげさせるの(2) 入門流体力学が重要かと思います．
G.Batchelor ( 橋 本 英典，松信八十男ほか訳）
電機大出版局

36

用（浄水システ グに話題になってきた． る船舶の抵抗低減のメ 点の列挙など．
M.Sommerfeld,(3) 流体力学
ムへの応用） (B) 分散混相乱流の解 最近では，気泡や液滴 カニズムをはじめ，微 (B) 数の分散相を含む Y.Tsuji,, CRC Press,
ランダウ＝リフシッツ(D) 混 相 流 の 析
表面に付着する不純物 細気泡と乱流の複雑な 問題に対する数値計算 (B) Multiphase Flows （竹内均訳）, 東京図書with Droplets and
医療応用
流動の巨視（マクロ） の影響や界面吸着性物 相互干渉の解明
手法の開発．
的な特徴評価，乱流構 質の物質移動が話題と (C) 浄水システムのコ
学 会 に 望 む こ と ： Particles, C.Crowe,造，計算手法確立，現 なっている．
ンパクト化
情報の共有と共同研究 M.Sommerfeld,
Y. Tsuji, CRC Press,
象の機構解明，予測手 (B) 平均分散相濃度が (D) 装置のパフォーマ の推進．数値計算の失(D) この分野について
法，整理法の確立，圧 希 薄 な 状 態 で あ っ て ン ス を 考 え た 場 合 ， 敗例の紹介，各手法のは特にないが，医療・力損失，（ボイド率，体 も，選択的集積により， 種々の問題あり．
欠点の列挙など．
生体応用に関しては，積率，濃度），（相分布， 流れの構造を大きく変(C) 低動力微細気泡シ
Mathematical
速度分布，流量分布） え得る．
ステムの開発，企業とPhysiology, James
シミュレーション，実 (C) マイクロバブルにの連携
Keener, James Sneyd,験，モデリング
よる水の浄化システム(D) 現象のミクロ構造 Springer(C) 混相流の環境問題 を考えた場合，気泡のに対する詳細な知識をへの応用（浄水システ 微細化が重要な因子で必要とする．
ムへの応用）
ある．
流動の巨視（マクロ） (D) マイクロバブルに的な特徴評価，乱流構 よる血管造影など実用
造，計算手法確立，圧 化されている．
力損失，（ボイド率，体積率，濃度），（相分布，速度分布，流量分布），
シミュレーション，実験，モデリング(D)混相流の医療応用
流動の巨視（マクロ）的な特徴評価，界面現象，物質移動，計算手
法確立，計算コード開発，シミュレーション，
実験

第９章

日本混相流学会の将来構想に関する纏め

本答申書は将来構想ワーキンググループ委員が中心となって，平成 13 年５月の第１回委員会から平成 14
年 4 月の第 5 回委員会と総計５回の委員会を設けて，21 世紀における日本混相流学会活動の将来構想を検討
そして提案を纏めたものである．その内容は，(1)日本混相流学会と社会及び企業間交流の活発化，(2)日本混相流学会活性化のための若手・中堅会員の育成，(3)混相流としての学問の体系化 等に焦点を当て，学会の活性化や展開に対する方策の具体的な提案そして活動指針等を以下に鳥瞰的に纏めてある．本答申内容は，今後の学会運営上実効性があり，かつ継続性のある絶えずステップアップできるものである．今後会員諸氏のご協力のうえで，答申内容を実行されることを本ワーキンググループ委員一同が切望する次第である．
最後に，混相流学会将来構想を答申するに当たって，ご協力を戴いた混相流学会理事会の皆様そして様々アンケートにご協力戴いた皆様などへ，心から感謝申し上げる次第です．

（１）社会または企業との交流活発化について
答 申 骨 子学会と企業の活発化した交流は、企業会員数の増加として可視化される。企業との交流が活発化していると考えられる日本機械学会では、企業会員割合（絶対数で見るとカバーする領域が異なるため
良い指標とはいえない）は約５９％に達する。従い、学会と社会または企業との交流活発化に関する答申として、企業との交流活発化の目標を企業会員数の増大に置き、努力目標でなく、定量目標を定めることを提言する。すなわち、2004年度に企業会員数割合50％、維持会員数80社を達成する(数値は要検討)。あえて定量目標を置くのは、目指す姿を抽象的に提言するだけでは将来構想が絵に描いた餅に終わってしまうことを危惧するとともに、果たして混相流学会が必要なのか、という根本的な疑念に対する客観的な答えを近々に出すことをも意図するからである。今回のように、将来構想委員会ができるということ自体、学会の競争／淘汰／再編などの背景があり、思い切って市場原理的な方向へ振ってみる提言を行いたい。
提言に対する具体的なアクションプランとして、2つの視点に基づいた7つの施策を今回提案するとともに、年次ごとの具体的な会員数目標を定め、会長の明確な責任事項として定め、取り組まれたい。

（
１）
企業会員メリットの増大
１）研究会活動①維持会員会費を研究会参加費とする(一部または全部)
・現状：−維持会員のメリットが不明瞭−混相流全てに関心がある企業はおそらくない・企業のメリットが増える理由：−目的(研究会からの情報、成果）が明らかとなり学会の顔が見える−お金を払う価値が出る
・必要なアクション：−学会あげての研究会テーマの創出−IPなどの整備②研究会活動を業界ごとのグループ制とする・現状：−初めに学際的テーマありき。それをｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝごとに適用−企業メリットが非常に断片的−研究会活動の情報が企業に入りにくい（一方、業界ごとの技術情報は、企業の研究開発担当者とくに、開発に携わる技術者に多く伝達される）・企業のメリットが増える理由：−研究会成果が製品、技術に直結し、情報量がけた違いに増える−企業間でも情報交流でき、研究会成果以外の目的も生まれる
・必要なアクション：−技術分野ごとでの学界のくくりを業界へ再編−新領域ごとでの研究会テーマ再設定−業界の研究会活動とリンクできる研究会メンバーの選定や開催日
時の設定

２）講習会
③維持会員費用に講習会費含める（原則講習会参加フリー)。
同時に企業会員には講習会参加割り引く。
・現状：−年2回開催−維持会員、会員でも参加費必要で、学会員のメリットない・企業のメリットが増える理由：−参加することに抵抗(費用バリア)なくなる。
−良いテーマでの講習会を企画する雰囲気醸成できる

（
２
）
企業・
学会交流の促進
活性化している学会の企業会員数割合(参考データ)
日本機械学会

全会員数43,040名

私企業会員数25,404名 (59％)

定量目標値
企業会員数割合の増強
2001年：
約2割(約100名)・維持会員数37社

2004年：
50％・維持会員数80社

３）講演会⑤アプリケーションまたは業界ごとのセッション構成とし、研究会活動とリンクさせる。
・現状：−技術分類毎に分けられており、参加メリットが小さい（費用対効果という意味で)−他学会にも混相流に関する技術開発、デバイス開発の発表の場
はある
・企業のメリットが増える理由：−少なくともセッション全ての情報が役に立ち、効果の実感度大きい−他業界での課題や解決法を知ることができる。研究テーマを増やすことにダイレクトにつながる−他の技術分野や業界での課題、解決法や計測技術などの情報を入手できる・必要なアクション：−講演会を１日とする（複数同時講演も可）

４）インフォーマル・ミーティングの開催・必要なアクション：−費用面でのリストラ④企画(テーマ出し）を全て企業が行う。大学は事務処理、講師に徹する。ただし利益は大学会員に還元(旅費など)
・現状：−アカデミックテーマありきで、企業関心薄い−業界としての集合を意図したテーマない
・企業のメリットが増える理由：−とにかくタイムリーな話題に接することできる−参加者が垂直分布となる(新人からベテランまで)
・必要なアクション：−じっくり練り上げる期間、メンバー−テーマはそんなに数必要ない。タイムリーな話題を設定できるように年１回実施を目処に開催−企画メンバーの構成を業界の大きさや社会的注目度に応じたものとする37⑥関連業界を単位として若手研究者（企業、大学）中心とするミーティン
グ機会を作る。
・現状：−企業間の交流ほとんどなし。学会参加も制限される方向
・企業のメリットが増える理由：−他企業との競争を実感させるよい教育機会となる・必要なアクション：−企業の理解得るためのベテラン研究者（大学、企業)のネゴシエー
ション５）技術相談、データベース⑦現状維持
・お金取ることは企業の関心には逆効果(日本では)・研究者とコンタクト先のデータベース化で十分・研究データベースは汎用的なものは企業には使えない

（２）学会活性化のための若手・中堅研究者会員の育成について
答 申 骨 子若手世代の実質的リーダシップへの参画が、日本混相流学会の活動活性化のために求められている｡その背景には、日本における混相流の学問分野をより発展させること、すなわち、●
学問分野で世界的なリーダーシップを取れるような研究者を多数輩出する（学会員による国際的なトップジャーナルへの投稿件数を増やす）●社会的にインパクトのある研究・新技術の開発や評価を推進する、ことがある。そこで、学会活性化のための若手・中堅研究者や会員の育成等について、提言を行いたい。提言に対する具体的なアクションプランとして、3つの視点に基づいた7つの施策を今回提案する。

活性化している学会の若手中堅研究者数割合(参考データ)
日本機械学会 全会員数43,040名 若手・中堅会員数25,000名 (58％)（１）若手・中堅研究者会員数の増加（
3）若手・中堅研究者間の情報交換の充実

1）
現状
・若手中堅研究者数の減少：−概ね40歳以下の若手・中堅研究者会員数の割合 30%弱
−若手研究者が自分の意志により入会するケースが少ない−学生会員が卒業後、正会員にならない

定量目標値
若手・
中堅研究者の増加
2001年：
若手・中堅研究者数約2割(約190名)

1）現状・情報交換の希薄：−本学会の特徴(巨大学会とは異なりアットホームな環境で専門分野について議論できる点)が生かされていない｡

2）将来展望2）
将来展望

2004年：
40％

・
学会企画参加の動機づけと活躍できる場の提供：−魅力ある学会とすることによる自然的な増加
・
学生会の充実−学生会を発展させることによる積極的な勧誘

3）
将来構想(必要なアクション)①学会企画オーガナイザへの参加：−アクティビティの高い学会への発展②若手中堅研究者と企業とが連携出来る組織の構築−魅力ある学会へのステップ③若手中堅研究者提案による国費プロジェクト申請のコーディ
ネート−魅力ある学会へのステップ④より多くの学生が参加したくなる学生会−現状では少ない留学生や女子学生の参加を積極的に推奨する−集中講義教官の学生側からの推薦

・
リアルタイムな研究企画情報交換制度の充実：−国際的トップレベルの研究を行うための手段

3）将来構想(必要なアクション)（２）若手・中堅研究者専門性の多様化
1）
現状・
専門分野の偏り：−機械系分野への偏り−本学会の特徴(混相流学を多方面の視点から議論できる点)が生かされない−閉鎖性の助長

2）
将来展望・
多様分野の混相流学専門リーダーの育成：−ひとつの工学分野にこだわらない混相流学を専門とするリーダーの育成−機械系ではない教員の学生会および学会企画への参加

3）
将来構想(必要なアクション)⑤専門分野の多様性を考慮に入れたオーガナイザの人選−多方面からの混相流学の議論を可能とする⑥学生会に関する多様な正会員の選出−機械分野に限らず多分野の教員研究者の積極的な参加を可
能とする

38

⑦若手・中堅研究者のためのメールリストの作成とその組織作り−研究テーマごとのサブグループを作成し、現状の問題点や世界的動向の情報をお互いに提供しあう場を設ける−サブグループには，学会員以外のメンバーの登録も積極的に行い，情報をより価値のあるものへと高める−サブグループ非会員メンバーから会員への勧誘

（３）混相流の学問の体系化と今後の課題
これまでの混相流研究を整理して体系化することは，混相流現象を扱っている技術者にとって極めて有益な情報源になるであろう．このため，従来の研究成果を集約した混相流ハンドブックや気液二相流技術ハン
ドブックが出版されてきた．しかし，混相流は極めて多様であることと，時と共に関心事が常に変化することから，その時に応じた関心事をピックアップしてまとめることが，会員への情報提供という立場から重要である．また，混相流における今後の課題を明らか煮することは，混相流研究や技術に関して世界に対する競争力を持つために不可欠であろう．本検討では，学術研究を対象とした基礎分野と，産業界を対象とした応用分野に分類し，混相流研究や技術に関する現状と課題に関する最新情報を，多くの研究者や技術者にアンケートを実施することによって明らかにするものである．以下に，頂いたアンケートの集計結果を示し，混相流研究の現状と課題について明らかにする．これらが会員の今後の研究において参考になることを願うと共に，アンケートにご回答頂いた方々に謝意を申し上げる次第である．

産業界における混相流技術の現状と課題

学術研究の現状と課題
1. アンケートの内容(9) 専門分野(1)(10) 専門分野を表すキーワード(2)(11) あなたの専門分野は既に分かっていること(3)(12) 今後の研究課題あるいは問題点(4)(13) 課題あるいは問題点の克服に必要なこと(5)(14) 専門分野について，詳細に述べている書物(6)(15) 専門分野について，初学者が参考にできる書物(7)(16) その他の意見，提言(8)

2. アンケート方法と回答結果(1) 対象：混相流学会員 400 名(2) アンケート方法：電子メール(3) 回答数：46 件（回答率 11.5%）
企業 10 名，大学 35 名，
公的調査研究機関 1 名

3. 集計結果（詳細は別紙参照）
3.1 専門分野

39

3.2 今後の研究課題(3) 複雑系二相流の構造(1)
分散二相流の乱流構造
時空間構造
汚染された流体の二相流(4) マイクロ二相流(2)マイクロチャンネル内の流動
マイクロバブルの挙動，生成機構
これらの解明には，実験・計算技術が共に十分ではなく，これらの発展が不可欠

計算コード開発
計算手法確立計測技術開発実験技術開発シミュレーション
モデリング
実験
高温、低温
高速
物質移動
相変化（
沸騰・凝縮・凝固、蒸発）
熱伝達
流動不安定
界面現象
乱流構造
閉塞
相分布，速度分布，流量分布
ボイド率、体積率、濃度
圧力損失
流動様式（
流動様式の分類、遷移）
流動の微視（ミクロ）的な特徴評価
流動の巨視（マクロ）的な特徴評価
予測手法・
整理法の確立現象の機構解明
流体流体二相流
流体固体二相流
固気液三相流
液液二相流
固液二相流
気液二相流
固気二相流
0

図１

5

10

15
20
人数

専門分野のキーワード

25

30

35

3.3 学会に対する提言
研究面(7) 専門性の高い分科会，委員会の設置(1)(8) 共同研究体制の確立(2)(9) 研究開発資金の確保(3)(10)他の学協会との積極的な交流，企業と(4)他の学協会との積極的な交流，企業との連携により，情報交換の場をの連携により，情報交換の場を提供(5) 実験機材の共同利用を促す仲介役
提供(11)学会が中心になり，汎用性のあるコー(6)
実験機材の共同利用を促す仲介役
ドを産官学が協力して作成(12)
運営面
学会が中心になり，汎用性のある(1) コードを産官学が協力して作成
学会誌の”テクニカルデータ ”を，”
運営面
テクニカルノート”や”テクニカルレ(3) ポート”に改めるべき．
学会誌の”テクニカルデータ ”を，”
(2) テクニカルノート”や”テクニカルレ
査読者のレベル（モラル）のアップポート”に改めるべき．
(4) 査読者のレベル（モラル）のアップ

1. 電子電気機器関連における技術課題(7)(1)
洗剤レス洗濯機･･･マイクロバブルによる洗浄機構の解明(8)(2)
排気レス掃除機･･･ゴミと空気の分離に関するデータ不足(9)(3)
電子レンジ解凍･･･固液の誘電率差に基づく加熱ムラを解消する技術の確立(10)(4)
冷凍冷蔵庫の無臭透明氷の製氷･･･固液二相状態での製氷技術の確立(11)(5)
エアコンの露飛び･･･露発生（核生成）メカニズムの解明(12)(6)
冷凍サイクルのオイル発泡･･･液体中の気体核生成
2. 冷凍空調分野での技術課題(2) CO2 による固気冷却技術の開発）(1)
固気二相流関連．技術課題は，昇華伝熱機構，熱交換器の開発，固気流体分配技術(デェストビュ
ーター)，液‑固気膨張弁の開発，固気流体圧損の解明，液‑固気エジェクターの効率向上，液‑固気膨張機の効率向上，昇華膜潤滑技術(2) 氷スラリーシステム
固液二相流関連．技術課題は，配管系での閉塞防止技術の確立，氷スラリーシステムの汎用設計技術の確立，高信頼性の製氷機器の開発(3) 相変化

冷凍空調分野では，相変化を利用するものが多く，混相流技術と密接に関係．技術課題は，直接接触カスケードコンデンサー(CO2-C2H4etc.)の技術，
希薄流体の凝縮，蒸発(水冷媒)機構の解明，氷界面での物質移動(排水凍結濃縮)特性の解明(4) 吸収・吸着を利用した冷凍空調技術
技術課題は，高効率固体伝熱技術と，CO2 媒体吸着（CO2―金属コーティング吸着剤）技術の確立
3. 土木分野での技術課題(5) 密度流現象(1)(6) 流砂現象(2)
固液混相流の代表的現象であり，近年，数値計算が適用されている(7) 貯水池の濁水挙動(3)
濁水の挙動把握や堆砂の処理が課題(8) 多自然型河川における混相流(4)
洪水防御，土砂輸送とそれによる河道動態，河川域植生の存在とその流水への影響の解明が鍵であり，植生層上に発生する乱流構造とそれに伴った熱･物質の交換機構の解明が進められている
４．応用分野における技術情報の公開
応用分野における混相流の方向性は流動的であり，絶えず最新の技術情報が求められる．そこで，学会ホ−ムペ−ジに混相流専門技術別のウエッブ（Web）サイトを立ち上げ，最新の関連学術や技術
情報を書き込み公開する即効性のある情報提供を進める．

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