熱流体解析研究室

流体工学研究室 熱機関研究室

キーワード 流体工学研究室
環境流体力学,自然エネルギー,風工学,乱流構造,宇宙科学・航空宇宙工学
熱機関研究室
内燃機関,外燃機関,動力制御,燃焼制御,Formula SAE

流体工学研究室

流体工学研究室では,実験と理論の両面から,地球環境負荷軽減のための自然エネルギー抽出技術,地下水流や樹木周りの流れ,ノズルからのジェット流,航空機・天体,自動車,海洋構造物などに関連した気体,液体及び気液二相などの各種流れの諸現象について研究しています.平成20年から最新の大型風洞設備(環境デザイン学類と共用)が稼動し,風洞6基,水槽5基,ワークステーション15台,恒温室など各種装置を有しています.

天 ~大気・風・宇宙に関する研究~

大気流れの解明


山越え気流のシミュレーション

メソスケールの大気運動による汚染物質の拡散,森林キャノピー内の乱流渦構造などを観測・実験,数値シミュレーションにより調べています.

噴流現象の解明


長方形噴流の可視化実験

ノズルからのジェット流などを対象に,流動実験や可視化観察,数値シミュレーションを行い,乱流流れ場の特性や渦構造を調べています.

高性能小型風車の開発


ジャイロミル形風車と大型風洞設備

風力発電装置の性能向上・騒音低減などを目的に,風洞実験と自然風によるフィールド実験を行い,新しい水平軸および垂直軸式小型風車の研究開発をしています.

宇宙科学・航空宇宙工学に関する複雑系の研究


国立天文台 提供(すばる望遠鏡)
天体・航空機などのシミュレーション

銀河・分子クラスタなどの生成プロセス,および航空機・宇宙機周りの流れ場などの様々な複雑系の現象を数値解析手法を用いて調べています.

海 ~液体・構造物に関する研究~

凝固現象,流力振動現象の解明


凝固現象の実験とシミュレーション

海洋上の流氷に代表される凝固・融解現象を含んだ固液二相流れ,海洋構造物の流力振動特性を解明するため,実験と理論の両面から研究を行っています.

地 ~地下水・地熱システムに関する研究~

地下水流動現象の解明・地熱システムの開発

新方式の地下水流速・流向計の開発,マグマ発電や種々の材料開発に重要である凝固プロセスの制御に関する研究をしています.

熱機関研究室

熱機関研究室では,熱から動力を取り出す(変換する)機関および熱を発生させる仕組み(燃焼現象)に関する研究を行っています.“機関”と名が付くからには動いてナンボ,ですが,ただ動いているだけ=暴走,なので,より高度な=ヒトと環境に優しい制御機構の構築を目指しています.能動的制御デバイスとしてマイクロ波や過給機を用い,熱機関搭載機器からの出力要求に対応するための制御機器の開発および制御理論の構築を行います.

序 ~機械系の延長としての機器開発~

ディーゼルエンジンに関する研究


(左)ディーゼル噴霧 (右)ディーゼル燃焼

ディーゼルエンジンでは,シリンダ内へ噴射された燃料が噴霧上に拡がり,着火とともに周囲空気を取り込みながら燃焼します.この燃焼過程で発生する排気微粒子や窒素酸化物を低減し,環境負荷を減らすことを目的に,バイオ燃料の効果的利用法などについて研究しています.

Formula SAE用小型エンジンの開発


Formula SAEエンジン開発ベンチ

Formula SAE(学生フォーミュラ大会)に参加するための小型ガソリンエンジンを開発しています.600cc四気筒市販エンジンをベースに,過給機搭載,ドライサンプ化,ツインインジェクション,吸排気最適化などを行っています.

シミュレータを用いた車輌開発

エンジンシミュレータAVL BOOST,シャシシミュレータMSC ADAMS Car,静的構造解析シミュレータMSC Nastranを用いて四輪自動車の統合開発を行います.

破 ~機械系と制御機構との融合~

四輪自動車統合制御装置の開発

市販マイコンを利用して,エンジン制御装置を含む,トラクションコントロール,セミアクティブダンパー,セミアクティブヨー,フルオートマチック等のシステムおよび制御理論の実践的開発を行います.

急 ~原理・原則からのアプローチ~

マイクロ波を利用した動的燃焼制御


局所接触型マイクロ波加熱型インジェクタ

マイクロ波を利用して,相転移を含む,燃焼現象を動的に制御するシステムおよび機器開発を行います.現在,局所接触型マイクロ波加熱式インジェクタおよび固体燃料燃焼速度制御システムを製作,機能検証を行っています.

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