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研究者紹介

液体およびソフトマター中のキャビテーション現象に代表される複雑な音響・流動現象の力学解明に取り組んでいる。キャビテーション気泡の力学を解明するための実験・理論・シミュレーション手法を提案し、各種応用分野（超音波洗浄、マイクロバブル曝気、医療応用、食品加工、水中爆発）への展開を狙っている。

研究業績紹介

■超音波気泡・レーザー気泡の医療応用
・研究目的: 人体組織のような高粘性媒質中を伝播する衝撃波に対する粘性の影響に関する実験解析
- タイトル: Ultra-high-speed photography and hydrophone measurement of laser-induced shock waves in liquids: Viscous effects on spherical shock dynamics, H. Kurahara, K. Ando, Journal of the Society of Rheology, Japan 52, 313-321 (2024).
・研究目的: 超音波気泡の振動に基づくゲルの力学特性の取得
- タイトル: Ultrasound-induced nonlinear oscillations of a spherical bubble in a gelatin gel, K. Murakami, Y. Yamakawa, J.Y. Zhao, E. Johnsen, K. Ando, Journal of Fluid Mechanics 924, A38 (2021).
・研究目的: ガス過飽和下のゲル内気泡の準静的成長に基づくゲル弾性の取得
- タイトル: Quasistatic growth of bubbles in a gelatin gel under dissolved-gas supersaturation, K. Ando, E. Shirota, Physics of Fluids 31(11), 111701 (2019).
・研究目的: 衝撃波と気泡の干渉の可視化に基づくキャビテーション初生圧力の計測
- タイトル: Cavitation bubble nucleation induced by shock-bubble interaction in a gelatin gel, R. Oguri, K. Ando, Physics of Fluids 30(5), 051904 (2018).

■超音波キャビテーションに基づく物理洗浄
・研究目的: 超音波水流による物理洗浄の効率を最大化する噴射距離の探索
- タイトル: Optimal injection distance in ultrasonic water flow cleaning, K. Ando, R. Sakota, H. Usui, T. Ishibashi, H. Matsuo, K. Watanabe, Solid State Phenomena 346, 258-262 (2023).
・研究目的: 超音波水流洗浄におけるキャビテーション気泡の物理洗浄効果に関する実験解析
- タイトル: Particle removal in ultrasonic water flow cleaning: Role of cavitation bubbles as cleaning agents, K. Ando, M. Sugawara, R. Sakota, T. Ishibashi, H. Matsuo, K. Watanabe, Solid State Phenomena 314, 218-221 (2021).
・研究目的: ガス過飽和水を用いた高効率・低ダメージ性超音波洗浄技術の開発
- タイトル: Low-intensity ultrasound induced cavitation and streaming in oxygen-supersaturated water: Role of cavitation bubbles as physical cleaning agents, T. Yamashita, K. Ando, Ultrasonics Sonochemistry 52, 268–279 (2019).
・研究目的: マイクロバブルの曝気効果の定量評価
- タイトル: Aeration of water with oxygen microbubbles and its purging effect, T. Yamashita, K. Ando, Journal of Fluid Mechanics 825, 16–28 (2017).

研究の応用領域

・超音波気泡に基づく治療（結石破砕、ガン治療）
・超音波による物理洗浄
・マイクロバブル振動に基づく力学（レオロジー）特性の取得

社会的意義

・医療における超音波医療技術の進展
・超音波洗浄技術の進展（高効率洗浄、低ダメージ性）
・可視化実験に基づく流動・音響現象の理解向上
動画

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