流体工学研究室

核融合実験で得たデータを解析することは、核融合プラズマの基礎物理の理解や核融合炉実現のための、非常に重要な手段の一つです。私たちのグループは、核融合科学研究所などの各種研究機関や他大学と連携して共同研究を行い、データ解析、考察などを行っています。特にLHDやJT-60SAなどの大型の実験装置を対象に実験データの解析を行なっています。

深宇宙の探査のためには、いわゆる内燃機関の化学的ロケットではなく、プラズマを活用した電気推進が有力視されています。比推力可変型プラズマ推進機と呼ばれおり、生成したプラズマを磁気ノズルによって加速することで高い推力を得るシステムです。当研究室では、MANATEE（MAgnetic Nozzle Acceleration Thruster with Electrode-less Experiments）を用いて、マイクロ波を活用したプラズマを使ってこの比推力可変プラズマ推進機の研究を行っています。

車載用バッテリーは「新車時から10年後，容量が70 ％に低下」という問題を抱えています．また，バッテリーは適温域が狭く，高度な温度制御が必要であるため，冷却システムが非常に重要な役割を持ちます．私たちのグループではバッテリー冷却管の流動・伝熱状態の解明を目的に，気相・液相の混相流を主な対象として実験，解析を行っています．

さまざまな形状のパイプ内で空気と水がどのように一緒に流れるかを理解することは、工業プロセスや原子炉を含むさまざまな工学分野にとって非常に重要です。 私たちは、相分離やプロセス制御などの利点を提供する石油や自動車分野などの業界に特に関連する、層状の気液流体制に焦点を当てています。 複雑な形状におけるこれらの現象を調査することは、特に自動車のマフラー部ような、排気ガスの冷却によって液体がたまり、センサーが故障することを防ぐために重要です。実験的アプローチと数値的アプローチを組み合わせて、空気と水の界面を精査し、モデルを正確に検証します。 これらは速度場や渦の形成などの要素を詳しく調べ、それらの相互作用の理解を深めます。 さらに、この研究は脈動する気流条件にも拡張されており、動的な運用シナリオについての洞察が得られます。 私たちの研究は、さまざまな産業および環境用途への影響を伴う、二相流力学の理解を高めることを目的としています。