論文

大動脈内に発生する乱流の特性をスペクトル解析し、特に減速期に特徴的に増大する様子をスペクトル領域で明らかにした。

膜型人工肺のガス交換の評価方法を流体力学や物質輸送の立場から明らかにして、工学的な評価方法の提案を行った。

微孔性ポリプロピレンの中空糸の人工肺を開発し、ガス交換特性を動物実験や臨床的に評価し、十分な性能が得られることを明らかにした。現在世界中で広く使用されている微孔性中空糸の人工肺の原型で、この研究によって微孔性中空糸の人工肺が飛躍的に普及した。

生体内の大動脈で得られた乱流のデータをスペクトル解析を行い、大動脈内の乱流の特性を明らかにした。

血液の熱的性質は生体の伝熱特性を定量的に評価するために必要で、非定常細線加熱法により、血液の熱伝導率を測定した。熱伝導率は赤血球の濃度の増加とともに低下した。

酸素溶解度の高いフロロカーボン溶液から血液へ酸素を輸送させる形式の液液接触式人工肺における酸素摂取性能を実験的に測定した。液液型の人工肺は血球成分の損傷が少ないと考えられ、長時間の血液潅流においても安定なガス交換性能が期待出来る。

血液内の酸素拡散の特性を酸素拡散係数を測定して明らかにした。酸素拡散係数は血球の増加や温度低下に伴って低下した。

酸素付加性能の高い曲がり管型人工肺を、埋め込み型人工肺に応用し、動物実験を行った結果、生体内で十分に酸素付加性能を維持することが出来、埋め込み型人工肺の可能性が高くなった。

曲がり管内に拍動流を流すと特徴的な二次流れが生ずる。そのような拍動流に生ずる二次流れを積極的に利用して人工肺の酸素付加性能を改善出来ることを示した。

生体の大動脈内に熱膜流速計を導入して、大動脈内に生ずる乱流を計測し、生体内に生ずる乱流の特性を明らかにした。

蛇行管内の血流に酸素付加性能が高いことを利用して、人工肺をコンパクトにし、埋め込み型人工肺の可能性を論じた。

曲率の向きが変化する蛇行管において、血流への酸素付加性能を計測し、著しい効果が得られた。

蛇行管に血液を流すと、蛇行管内に生ずる二次流れが曲率の反転とともに方向を変えるので、対流効果が増加して、ガス交換性能が改善することを実験的に示した。

微孔性膜の管内表面に螺旋状のフィンを設け、フィンによる対流物質輸送性能が高まることを実験的に明らかにした。

曲率の高い曲がり管内に血液を流してガス交換性能を測定し、曲がり管型人工肺の著しい性能改善が得られることを明らかにした。

円柱の微少振動が円柱回りの自然対流に与える影響について行った実験を解析して、自然対流の特性を明らかにした。

ガスタービンの廃熱を回収し、総合的なエネルギ利用をはかるために熱計算を行い、効率の高い利用方法を提案している。

ガスタービンの廃熱を回収し、総合的なエネルギ利用をはかるために熱計算を行い、効率の高い利用方法を提案している。

気道は剛体でなく変形する弾性体であるので、気道内の流れやガス交換性能を解析するためには壁の変形性を考慮する必要がある。本研究では、壁の変形性を考慮した数値計算を行い、剛体管との比較を行った。

大動脈弓をモデル化した曲がり管内の拍動流において生ずる流れの発達について実験的に調べた研究で，拍動流の場合も入り口領域で壁面せん断応力が大きく変動する。とくに振動せん断インデックスというパラメータで壁面せん断応力の変動を評価してみると、臨床医学的に指摘されている病変発生部位でそのインデックスが大きくなることが解った。