創域理工学研究科 機械航空宇宙工学専攻

［専攻］振動工学、音響工学　［指導教員］朝倉 巧 講師　［キーワード］振動・音響シミュレーション,振動・音場制御,感性工学
［テーマ例］❶時間領域差分法による振動・音響場を対象とした予測シミュレーション技術 ❷人間の感性に対するマルチモーダルな環境刺激の影響に関する基礎研究 ❸立体音場再生および骨導音デバイス等の技術を応用した新しい情報提供システムに関する研究

都市から微細構造に至る大小さまざまなスケールにおいて生じる、振動・音響現象の予測シミュレーション、および制御技術に関する研究開発を行っています。振動と音は密接に関連するため、構造物の振動・音響連成シミュレーション技術の開発や、振動と音の発生を効率的に抑制するための検討を行います。また、人間が振動・音をどう捉え、どう感じるかといった人間工学的な要素を取り入れた研究も行っています。

［専攻］熱流体力学、伝熱工学　［指導教員］上野 一郎 教授　［キーワード］界面熱流体力学,宇宙環境利用熱流体力学
［テーマ例］❶「濡れ」に関する熱流体力学 ❷表面張力差駆動（マランゴニ）対流（国際宇宙ステーションでの実験運用含む） ❸気泡・蒸気泡の非線形振動現象、高効率沸騰冷却熱伝達機構

身近にも存在する熱流体現象のうち、固体と液体、液体と気体などの間に存在する「相界面」を含む現象の研究を行っています。表面張力や濡れ性、蒸気泡の動的挙動などの研究によって、微小重力空間での熱交換機器や、マイクロ・ナノポンプへの応用が考えられています。国際宇宙ステーション上の日本実験モジュール「きぼう」での流体物理実験プロジェクト（日米および日欧の２つが同時進行中）に共同研究者として参画し、研究室所属の学生とともにJAXA（筑波）での遠隔運用に参加しています。

［専攻］材料力学　［指導教員］岡田 裕 教授　［キーワード］計算固体力学,計算破壊力学,CAE
［テーマ例］❶三次元き裂進展解析を行うためのき裂進展シミュレーションシステムに関する研究 ❷新しい固体力学解析手法に関する研究 ❸新しいCAE手法に関する研究 ❹CAEや計算力学の産業応用

今日、航空機・自動車・船舶・発電プラント等における構造や機器の設計は、CAE（Computer AidedEngineering）や計算力学（Computational Mechanics）なしに行うことはできません。その基盤技術が有限要素法に代表される計算固体力学です。本研究室は、新しい計算固体力学手法の研究、構造物の安全性確保に必要な計算破壊力学手法の研究や応用、CAEや計算力学の産業応用に関する研究に取り組んでいます。

［専攻］材料工学（複合材料、航空宇宙材料）　［指導教員］荻原 慎二 教授　［キーワード］複合材料・構造力学
［テーマ例］❶航空宇宙用先進複合材料の力学的特性と損傷許容性の評価 ❷航空機構造への適用に向けたハイブリッド複合材料の特性評価 ❸先進複合材料における微視的内部構造と力学的特性の関係の予測手法の提案

“ものづくり”の基礎となる“材料”。この特性を理解し改善していくことで初めて、よりよい性能を有する次世代の機械を創り出すことができるようになります。本研究室では、自動車や航空機の性能・信頼性の向上や、燃費の改善による地球温暖化対策への貢献を目指し、軽量で強度の高い炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を主とした複合材料の力学的性質（強度・損傷挙動・長期耐久性）を研究しています。

［専攻］流体の持つ機能の研究　［指導教員］川口 靖夫 教授　［キーワード］流体力学,混相流工学,レーザー利用計測
［テーマ例］❶流体摩擦力の低減による船舶の推進効率の向上 ❷地域や個別建物での熱エネルギー最適化 ❸有害物質の環境への拡散の追跡

水や空気のような流体の持つ機能（流れる、伝える、運ぶ）を軸に、基礎理論と実用機器とを双方向的につなぐ研究をします。流れは自然界、発電所、エンジン、空調、自動車や飛行機の周りなどさまざまな場面に登場し、私たちの生活に深く関連しています。流れをさまざまな方法でコントロールすることによって、液体を大量に運ぶポンプ動力の削減、未利用熱エネルギーの回収、有害物質の発生源特定といった技術課題が解決できます。

［専攻］材料力学　［指導教員］髙橋 昭如 教授　［キーワード］計算力学,材料科学,材料強度学
［テーマ例］❶材料強化機構の転位動力学モデリング ❷マルチスケール材料モデリングによる脆化機構の解明 ❸重合メッシュ法による疲労き裂進展シミュレーション

材料のマクロな変形特性は、材料中のミクロな欠陥の運動によって支配されています。本研究室では、ミクロな欠陥の運動の数理モデルを構築し、ミクロからマクロにわたる材料の変形特性に関する高精度なマルチスケール材料強度シミュレーションを可能にしています。ミクロからマクロにわたる材料の変形特性の全貌を詳細に理解することによって、ミクロな欠陥の運動の制御に基づく、高精度な材料設計の実現を目指しています。

［専攻］生体機械工学、ロボット工学　［指導教員］竹村 裕 教授　［キーワード］バイオメカニクス,画像処理
［テーマ例］❶転倒および転倒による怪我の防止に関する研究 ❷6自由度短下肢アシスト・リハビリデバイスに関する研究 ❸医療診断支援システム・手術支援デバイスの研究・開発

ヒトは無意識に非常に複雑な運動を実現していますが、そのメカニズムは未解明な点が多くあります。ロボットをより上手に歩かせるため、また高齢者の転倒による怪我を防ぐためには、ヒトのメカニズムをより深く知る必要があります。本研究室では生体機械工学を軸としたヒトの動作の計測・モデリング・コントロールに関する研究や、医療診断支援システムや手術支援デバイスの研究開発に取り組んでいます。

［専攻］熱流体工学、数値流体力学　［指導教員］塚原 隆裕 准教授　［キーワード］乱流,熱伝達,シミュレーション
［テーマ例］❶次世代航空機の翼面上における乱流遷移の解明と制御 ❷世界最大級の直接数値シミュレーションによる多種多様な流れに関する基礎研究 ❸ステント治療指針となる冠動脈の血流解析

乱流は、航空機、プラント、空調、大気、海洋などで一般的な（しかし非常に複雑な）流体現象です。その解明・予測・制御に向けて、大型計算機（スパコン）を駆使したシミュレーション等による研究活動を進めています。水・空気・血液などの流れの本質を理解し、省エネ・環境保全・医療に寄与する研究に取り組んでいます。

［専攻］機械要素、機械設計学　［指導教員］野口 昭治 教授　［キーワード］転がり軸受工学,トライボロジー
［テーマ例］❶転がり軸受の性能向上に関する研究 ❷トライボロジーと人間の感性に関する基礎研究 ❸摩擦摩耗低減に関する研究

トライボロジーとは、摩擦・摩耗・潤滑に関する研究の総称です。本研究室では、「機械の米」といわれている転がり軸受を対象としたトライボロジーの研究を行っています。トライボロジーは皆さんの日常生活に欠かせない基盤技術です。もし摩擦がなかったら？摩擦を制御できたら？などを一緒に考え、トライボロジーの不思議を解き明かしていきましょう。

［専攻］機械力学　［指導教員］早瀬 仁則 教授　［キーワード］微細加工学
［テーマ例］❶シリコン電極による超小型燃料電池 ❷微細電子回路用めっき技術の高度化 ❸がん細胞選別・解析技術

IC（集積回路）の中には、数十ナノメートルの部品がびっしり詰まっています。この半導体製造において発達してきたシリコン微細加工技術を発展させ応用し、化学反応や生物を制御する微小機械を作り、電子回路を超えた新しい機能創造を目指した研究を行っています。

［専攻］材料力学、機械材料　［指導教員］松崎 亮介 准教授　［キーワード］複合材料,知的構造材料,成形加工
［テーマ例］❶複合材料VaRTM成形プロセスの最適化 ❷構造材料のセンシング、スマートストラクチャ ❸連続炭素繊維複合材料3Dプリンター

航空機や宇宙機器には、軽くて強い複合材料が多く使われています。複合材料は金属材料とは異なり、それぞれの構造に合わせて材料自体を設計することが簡単にできます。本研究室では、複合材料の成形に電気的アプリケーション技術やリソグラフィ技術を融合して、これまでにない新しい機能や価値を持つ複合材料の開発を行っています。

［専攻］メカトロニクス　［指導教員］溝口 博 教授　［キーワード］知能機械学,機械情報学,ロボット学
［テーマ例］❶耳元でささやきかける技術（スピーカーアレイによる人工幻聴「おとだまくん」） ❷口元に聴き耳をたてる技術（マイクアレイによる仮想望遠マイク ｢ききみみくん｣） ❸見失わずについてくるロボット技術（お供ロボット）

「知能機械学」「ロボット学」の研究を行っています。研究室の大きな目標は「人の相手ができる機械」の実現。具体的には、音の波の干渉を利用し、耳元でだけささやきかける技術（人工幻聴「おとだまくん」）や口元にだけ聴き耳をたてる技術（仮想望遠マイク ｢ききみみくん｣）、人と一緒にいて邪魔にならない共存型ロボット技術（見失わずについてくる「お供ロボット」）、人物計測技術を応用して仮想的世界に入り込める技術（「人間すごろく」、「仮想博物館」）等に取り組んでいます。

［専攻］流体力学　［指導教員］村岡 正宏 講師　［キーワード］流体力学,混相流
［テーマ例］❶二次元伸張流れにおける液滴の分裂及び合体運動に関する研究 ❷円管内流れにおける液滴の合体運動に関する研究 ❸粘性流体中での扁平及び扁長回転楕円体状粒子の運動に関する研究

さまざまな工業プロセスで、液体の中にその液体とは混ざらない別な液体で構成される液滴が存在する場合があります。その場合の液滴間の流体力学的相互作用や合体運動、あるいは分裂運動を調べています。また、微粒子群を含む流体系の挙動の解明の基礎となる粘性流体中での複数の粒子の運動を調べています。複数の粒子の運動を支配しているさまざまな因子の中でも特に粒子間の流体力学的相互作用を調べています。

［専攻］航空宇宙工学　［指導教員］米本 浩一 教授　［キーワード］スペースプレーンの研究
［テーマ例］❶システム最適化技術の研究 ❷リアルタイム最適誘導技術及びダイナミックインバージョン理論による姿勢制御技術の研究 ❸極低温推進剤タンク材料の研究開発

従来の使い捨てロケットに替わって、輸送コストを大幅に低減し、信頼性と安全性に優れた有翼式の再使用型宇宙輸送システム、すなわち誰もが飛行機に乗るように気軽に宇宙を行き来できるスペースプレーンの実現を目指し、国内外の大学、研究機関や企業と協働して、システム最適化技術、先進的誘導制御技術、複合材製の極低温推進剤タンク等の基礎研究を行うとともに、小型実験機を開発して要素技術の飛行実証試験を実施しています。

［専攻］航空宇宙工学　［指導教員］小笠原 宏 教授　［キーワード］空気力学
［テーマ例］❶極超音速機の空力加熱解析 ❷超音速境界層の不安定化と機体形状の研究　❸リフティングボディ形態の着陸特性に関する研究

遠くない未来、一般人が日常的に宇宙と地表を往復したり、海外旅行の移動時間が劇的に短縮される日がやってきます。実現の鍵は極超音速航空宇宙機です。本研究室では極超音速飛行中の空力加熱や、強い衝撃波同士の干渉など高速流れ特有の問題、極超音速航空宇宙機特有の機体形態など高速空気力学とそれに対応する航空宇宙機システムに関する研究を進めます。