Fukuda Lab., Dept. of Aeronautics and Astronautics,
 Tokai University, Japan

 
 
 
 
 
 
 
 
 

CURRENT RESEARCH PROJECTS 現在の主な研究テーマ

渦流れが切り拓く新たな世界

  福田研究室では、長年に渡り、航空機やロケット、車をはじめ様々な機械の流体特性の把握、様々な流れ現象の解明、それに基づく製品の高性能化に至る一連の研究を行ってきました。 
 福田研究室は、最先端の流体シミュレーション技術に関する研究・開発の成果を多く挙げてきただけでなく、工学製品における流れ現象の把握・高性能化においては必要不可欠な「渦流れのダイナミクスの解明・応用」に関する高度な知識・技術を有しています。
 
 それらの知見を活かし、現在は主に以下の研究を進めています。

主な研究テーマ:

1. 飛翔体の非定常運動時の流体力学特性の把握
2. 急加速・減速を伴う物体に働く非定常空気力の解明
3. 非定常3次元渦流れ現象の解明
4. 乱流現象、空力音響現象の解明
5. 高性能ソーラーカーの空力開発
6. ソーラー無人飛行機の開発
7. 血流シミュレーション手法の開発
8. 腎臓結石の流動シミュレーション
9. 高効率熱音響機関の開発
10. 流体騒音解析手法の開発
11. 設計・運転シミュレーション技術の開発

 
 また、企業との共同研究を通して、以下の研究も行っています。
 
1. シミュレーションによる空力特性、流れ現象の把握および高性能化

2. 渦を利用した流れの制御、空力騒音の低減等、流体現象に関する高度な専門性を活かした装置の開発期間短縮・高性能化

3. 空力特性と低騒音性に優れた高速移動体、製品等への応用

 

研究紹介1

 非定常運動を行う物体の空力特性は、定常運動時とは大きく異なることが知られていますが、なぜ、そのような現象が起きるのかについては未だに解明されていません。そこで、福田研究室では、そのような現象を解明するための研究を、研究室で独自に開発を行っているラグランジュ型乱流解析手法に用いて行っています。ラグランジュ型の乱流解析手法は、境界層を含めた流れ場に分布する渦度の非定常的な変化を高精度に解析ができる手法です。

 

研究紹介2

 高性能ソーラーカーの空力開発を行い、国際ソーラーカーレースに参戦しています。ソーラーカーレースの技術の高度化が近年進んでおり、空力もかなり高いレベルでの戦いとなっています。特に、ソーラーカーレースは公道で実施されるために、実際の風況を考慮した設計ができないと勝てません。そこで、福田研究室でも横風などの対策を長年に渡り行ってきました。その成果として、2019年にオーストラリアで開催された世界最高峰のソーラーカーレース、Bridgestone World Solar Challengeでは準優勝をすることができました。現在は、優勝カップの奪還に向けて、空力開発の更なる高度化を進めています。