長崎総合科学大学 工学部 工学科 機械工学コース

流体工学研究室
since 2012/02
■ 研究室について

熱流体現象の解明と工学応用を研究しています。

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■ 研究室のメンバ

教員

学部4年

 

松川 豊 准教授

 

浦田 竜輔

永川 凱基

田中 浩一郎


■ 研究内容: 宇宙輸送機の空力加熱

宇宙輸送機が惑星大気に突入すると、大気から大量の熱を受けます。この現象を空力加熱といいます。
空力加熱にはさまざまな熱化学現象が関連していますが、それらの現象の解明と、空力加熱の予測法を研究しています。

   「はやぶさ」帰還カプセルの地球大気再突入イメージ

■ 研究内容: 衝撃風洞の加熱増加現象

衝撃風洞は高温・高速の気流を作る実験装置です。
この気流中に宇宙輸送機の模型を置くことにより、機体が受ける空力加熱を調べることができます。
そして、気流の圧力が高い場合には、理論的に予測される加熱量よりも高い加熱量が計測されることが近年わかってきました。
この加熱増加の発生原因を研究しています。

  

       衝撃風洞(JAXA HIEST)              宇宙輸送機まわりの流れ

■ 研究内容: 超音速流れ

超音速流れは音速よりも速い流れであり、ロケットや高速航空機まわりの流れ、流体機械内部の流れ等において現れます。
自分たちで部品を加工・組立て、ものづくりを体験しながら、超音速気流を発生させる小型の装置を作製しています。
圧力分布の計測と数値シミュレーションにより、ノズル内で発生している気流を調べています。

  

          超音速ノズル部                     気流の数値シミュレーション

■ 研究内容: 飛行体の空力特性

空気中で物体が動くと、物体は空気から力を受けます。この力を空力といいます。
飛行機など空を飛ぶ飛行体はこの空力を利用して飛行しています。
飛行体がどのような空力を受けるのかを、主に数値シミュレーションにより研究しています。

       「はやぶさ」帰還カプセルまわりの流れ

■ 研究内容: 乱流

空気や水の流れにおいては、流れが不規則に乱れる場合があります。これを乱流といいます。
宇宙輸送機まわりの流れや、エンジン内の流れにおいても乱流は発生し、抵抗や伝熱が大きくなります。
数値シミュレーションにより、このような乱流を研究しています。

       超音速乱流境界層の渦構造

■ 研究内容: EHD現象を利用したマイクロ流体デバイス

誘電性(絶縁性)液体に高電圧を印加すると、液体中に流動の駆動力が発生します。この現象を電気流体力学(EHD)現象といいます。
EHD現象を利用すると、従来の機械的可動部を必要としない、小型のマイクロ流体デバイスを実現することができます。
EHD現象の解明とモデル化に重点をおきながら、マイクロ流体デバイス内の流れを研究しています。
また、近年発見された、より強い駆動力を発生させる電界共役流体(ECF)にも注目しています。

           EHDマイクロポンプ内の流れ

■ これまでの卒業論文・修士論文テーマ

【 修士論文 】

2014年度
関 「誘電性液体のEHD流れの解析」

2012年度
土井口 「高圧条件下における衝撃風洞の加熱増加現象に対する化学非平衡性の影響」

【 卒業論文 】

2014年度
佐藤、「超音速気流の数値解析」
末永、武藤 「超音速気流発生装置の作製」

2013年度
岩永 「大気突入機熱防護法の実験」
荒木、森 「超音速ジェット発生装置の解析と試作」

2012年度
嶋、関 「電界共役流体の数値シミュレーション手法の構築」
海口 「再突入機の前面形状が空力加熱率に与える影響」

2011年度
川口、田平 「大気突入機の空力加熱率計算における拡散モデルの影響」


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