University of the Ryukyus · Graduate School of Science and Engineering · 教授

Research keywordsheat transfer・thermal management・spray flash desalination・plate heat exchangers・lithium-ion batteries・perturbation methods

Research fieldsEngineering・Material processing/treatments・Material engineering・Science and Engineering・Composite materials/Surface and interface engineering

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• 外部磁場を用いたアークおよび溶融池流動制御に関する研究2026 · 松田昇一・棚原 靖
• A modified perturbation method for convective straight fins with temperature-dependent thermal conductivity2025 · Sumio KATO;Shoichi MATSUDA (担当範囲: 計算および執筆輔助)
• Quasi-Steady Non-Charring Ablation in a Semi-Infinite Solid withTemperature-Dependent Thermal Properties by Modified Perturbation Method2025 · Sumio KATO , Shoichi MATSUDA
• 外部磁場を用いたティグ溶接の溶込み増加メカニズムに関する研究2024 · To improve the penetration depth and welding efficiency of TIG welding, we have proposed the “Electromagnetic Controlled Molten Pool Welding Process” （hereinafter referred to as ECMP method）. Until now, by utilizing the electromagnetic force generated when adding an external magnetic field to the current flowing in the arc and the molten pool, it has become possible to increase the penetration depth, albeit under very limited conditions. However, the penetration depth varies greatly depending on the distribution of the external magnetic field and the position of the magnetic poles, and the slight differences in these conditions could result in a shallower penetration depth. In this study, in order to elucidate this mechanism, we observed in detail the effects of the external magnetic fields on the arc, the surface flows of molten pool, and the bead shape. In addition, since it is clear that the flow within the molten pool has a large effect on the penetration depth, we directly observed the flow within the molten pool by the X-ray transmission observation. As a result, when a negative magnetic field was applied that inclined the arc backwards （at which time electromagnetic force was generated in the arc in the opposite direction to the welding direction）, the penetration of TIG welding increased and this mechanism was clarified from the observation results of the flows within the molten pool.

• 外部磁場を用いた高品質・高効率GMA溶接の研究2019 · アーク溶接は施工の利便性等から、製造分野で広く利用されている接合法である。その中でもマグ溶接や炭酸ガス溶接などのガスメタルアー ク（GMA）溶接は、一般に高電流密度の溶接法であるため、溶着速度が速く、溶込みが深い高能率な溶接法である。しかしGMA溶接は、溶接ワイ ヤが電極を兼ね、電極が溶融することから、熱源が時間的・空間的に変動し、アークが不安定になる。そのためスパッタが発生しやすく、溶接 欠陥が生じやすい。これらの欠点は、溶接電源のパルス化や適正な溶接条件の設定、ワイヤ等の選定およびアース位置の検討により軽減される が、根本的な解決は難しい。また実際の施工現場では対処が難しい場合がある。 本研究では、外部磁場をアークおよび溶融池に付加することにより生じる電磁力を用いて、アークの挙動および溶融池の流れの制御を試み、 特に溶接施工現場でも簡単に使用できる、新たな高効率・高品質溶接法の開発を目指す。
• 溶融池磁気制御アーク溶接法による溶込み制御に関する研究2016 · 基盤研究(C)
• 溶融池磁気制御アーク溶接法の高度化に関する研究2003 · 基盤研究(B)
• 微細藻類の培養促進技術開発

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