メンバー

後藤田 浩

工学部機械工学科 教授

研究分野

熱工学 (燃焼工学, 非線形動力学, 熱流体力学)

研究キーワード

燃焼工学, 非線形動力学, 熱流体力学

研究職歴

2004-2006 日本学術振興会 特別研究員(PD)
2004-2005 米国 商務省 国立標準研究所 建築火災研究部門 客員研究員
2005-2005 米国 ローレンスバークレー国立研究所 環境エネルギー技術部門 客員研究員
2006-2008 立命館大学理工学部 機械工学科 講師
2008-2013 立命館大学理工学部 機械工学科 准教授
2012-2013 英国 インペリアル カレッジ ロンドン 化学工学科 客員研究員
2014-2015 立命館大学理工学部 機械工学科 教授
2015-2021 東京理科大学工学部 機械工学科 准教授
2021- 東京理科大学工学部 機械工学科 教授

自然対流によって生じる乱流火災の挙動の基礎的解明

高温の燃焼生成物と周囲雰囲気との界面は、自然対流によって流体力学的に不安定化し、 乱流火災が形成される。 ケルビンヘルムホルツ不安定とレーリーテーラー不安定の影響を強く受ける乱流火災の複雑さと流体力学的構造の関係を明らかにすることは、火災分野において重要な課題の一つである。本研究では、様々な宇宙環境を想定して、低重力から高重力場における乱流火災の挙動の解明を行う。

インタビュー

■なぜ宇宙の研究をすることになったか?

博士課程に進学後、米国ローレンスバークレー国立研究所の先生との国際共同研究で微小重力実験を行うことになりました。微小重力下で燃焼現象を観察すると、地上では想像しなかった火炎の挙動が現れ、宇宙空間での燃焼の研究に興味を持ちました。博士号を取得後、米国商務省国立標準技術研究所で1年間滞在し、宇宙ステーションの火災に関連した固体材料の着火と燃え広がりの研究機会にも恵まれました。

■研究開発した、あるいは、している技術をつかって宇宙で実現したいことは?

現在、宇宙航空研究開発機構と共同で、航空用エンジンやロケットエンジンの研究をしています。特に、エンジンの安全な運転にかかわるヘルスモニタリング技術の研究を進めています。地上の技術が、宇宙ステーションやスペースコロニーなどの宇宙火災の研究にも役立てればと思っています。

■地上で実現したいことは?

推進系であるロケットエンジン、航空エンジンの開発に研究を役立てたいと考えています。カオス、フラクタルなどの応用数学の分野で体系化されている複雑系の基礎理論を実際に工学的なエンジンに応用できればと思っています。具体的には、エンジン内部の燃焼状態のモニタリングです。エンジン開発では、燃焼振動の発生が問題となっており、エンジンの破損を引き起こします。燃焼状態をモニタリングすることにより事前に燃焼振動の予兆をとらえて故障を未然に防ぎたいです。

■研究していて印象に残ったこと・楽しいと感じたことは?

想像していなかったような新しい現象に出くわしたとき、研究の面白さを感じます。
その想像もしていなかったような現象のメカニズムを解明し、学生と一緒に作り上げた作品(論文)が世界レベルの学術誌で認められると、楽しいです。

論文リスト

1. Spatiotemporal dynamics and early detection of thermoacoustic combustion instability
in a model rocket combustor, Tatsuya Hashimoto, Hajime Shibuya, Hiroshi Gotoda, Yuya Ohmichi, and Shogo Matsuyama, Physical Review E, vol. 99, 032208 (7 pages),2019

2. Dynamic behavior of temperature field in a buoyancy-driven turbulent fire, Kazushi Takagi, Hiroshi Gotoda, Isao T. Tokuda, and Takaya Miyano, Physics Letters A, vol. 382, pp. 3181-3186, 2018

3. Effect of gravity on nonlinear dynamics of flow velocity field in turbulent fire, Kazushi Takagi and Hiroshi Gotoda, Physical Review E, vol. 98, 032207 (7 pages), 2018

4. Synchronization of two coupled turbulent fires, Kazushi Takagi, Hiroshi Gotoda, Takaya Miyano, Shogo Murayama, and Isao T. Tokuda, Chaos, vol. 28, 045116 (6 pages), 2018

5. 乱流火災の時空構造の複雑さと同期, 後藤田 浩, 高木 一至, 徳田功, 宮野尚哉, 日本燃焼学会誌, 第60巻, No. 192, pp. 83-92, 2018