自然エネルギー変換科学研究室(飯田研究室)

Natural Energy Conversion Science Laboratory
豊橋技術科学大学 機械工学系 環境・エネルギーコース

研究室紹介 新B4向け
本ページは新B4学生に向けて研究室を紹介するためのものです.

紹介動画

以下のような学生が来てくれることを望みます

  • 流体力学・音響学に興味のある学生
  • 次世代コンピュータ“富岳”を用いて世界最速/最大規模の計算にチャレンジしてみたい学生
  • 流体計測技術の開発に興味のある学生
  • 計算科学をマスターしたい学生
  • 企業と共同研究をやってみたい学生
  • 元気の良い学生(駅伝参加希望者募集)

研究室見学(D2-302)

  • 研究室見学が可能です.
  • 希望があればメールで連絡ください. (吉永: yoshinaga(at)me.tut.ac.jp)

4年生向けの研究テーマ(2021年)

 テーマ名
 自動車・新幹線など輸送機関からの空力騒音に関する研究
 空力騒音の制御に関する実験的もしくは計算的研究
 ファン騒音に関する研究
 洋上風力発電の発電量予測と性能改善に関する研究
 音声・発音障害に関する研究
 楽器からの発生音に関する研究

これまでの研究室の研究テーマ

空力音響工学


ファン騒音

自動車車内騒音

リコーダー周りの音場

PIV計測

マグナス風車

バイオリアクター

  • 空力音発生機構の解明
    -Lighthill テンソルを用いた空力音響解析
    - 圧縮性流れ解析による流れと音の同解析
    - 管楽器の発音機構に関する力学的研究
  • 流れと音の同時計測技術の開発
    - 時系列 PIV を用いた空力音源探査
    - 非定常感圧塗料の開発と空力音解析への適用
  • 大規模数値流体解析技術の開発
    - 自動車車内騒音解析技術の開発(京の活用)
    - 空力・音響連成解析技術の開発(キャビティ騒音)
    - 回転体まわりの解析技術の開発(ファン騒音)
  • 自動車空力騒音低減技術・制御技術の開発
    - フロントグリル, ボンネットの騒音予測及び低減手法の開発
    - プラズマアクチュエータを用いた空力音の制御

可視化・計算技術

  • 流れと音の同時計測技術の開発
    - 時系列 PIV を用いた空力音源探査
    - 非定常感圧塗料の開発と空力音解析への適用
  • 大規模数値流体解析技術の開発
    - 自動車車内騒音解析技術の開発(京の活用)
    - 空力・音響連成解析技術の開発(キャビティ騒音)
    - 回転体まわりの解析技術の開発(ファン騒音)

自然エネルギ変換

  • 洋上風力発電に関する研究
  • スパイラルマグナス風車の実用化研究
  • 熱駆動音響冷凍機器の開発

バイオ・マイクロ流体

  • トンボの飛翔に関する基礎研究
  • バイオリアクターの開発

実験研究設備

  • 低騒音風洞 3台
    (15 cm×7.5 cm - 30 cm×30 cm, 最大風速 30 - 86 m/s)
  • 無響室 2部屋
    (194 cm × 174 cm x 240 cm)
  • クリーンブース

数値計算環境 (計算機 ・ ソフトウェア)

  • 使用計算機
    - 富岳 (理化学研究所)
    - FX-10 (東京大学, 九州大学)
    - 研究室内ワークステーション (Intel Xeon, メモリ 512GB, NVIDIA RTX...)
  • ソフトウェア
    - 流れの非圧縮計算 LES (Large Eddy Simulation) 計算ソフト "Flont Flow / Blue"
    - 流れと音の直接計算 AADNS (Aeroacoustic Direct Numerical Simulation) ソフト
    - 可視化ソフト "FIELDVIEW"
    - 格子生成ソフト "Pointwise"

研究プロジェクト

  • 文部科学省戦略プロジェクト 第4分野 次世代コンピュータを用いた自動車の高度設計技術の開発
  • 自動車コンソーシアム : トヨタ・本田・日産等の自動車メーカーとの空力設計コンソーシアム
  • ポスト京重点課題⑥ : 革新的クリーンエネルギーシステムの実用化(洋上ウィンドファームの開発)
  • 「富岳」成果創出加速プログラム「スーパーシミュレーションと AI を連携活用した実機クリーンエネルギーシステムのデジタルツインの構築と活用」
  • CREST[コロナ基盤]スパコンによる統合的飛沫感染リスク評価システムの開発と社会実装

研究の進め方

  • 研究打ち合わせ:原則2週に1回(進捗報告)+随時(実験や計算手法など)
  • 輪講・雑誌会:週 1 ~2回
  • 研究室コアタイム(特に定めないが,原則月曜日から金曜日(土日は休み))
  • 学会発表前,実験内容,進捗状況によって忙しい時期もある.
    (夜間のほうがやりやすい実験や実験装置の利用スケジュールなど)

学会参加

  • 国内学会・国際学会で研究成果を発表(修士は卒業までに 1 回は発表できるようにする)
    日本機械学会 年次大会・流体工学部門講演会,日本音響学会 春季/秋季研究発表会,流体力学会年会,CFDシンポジウムなど
  • 修士論文の内容を論文として投稿

レクリエーション

研究室旅行(年 1 回),BBQ,飲み会(随時),駅伝大会 等

主な共同研究

  • スズキ株式会社(グリル騒音低減技術の開発,感圧塗料の開発,車内騒音予測技術の開発)
  • 本田技術研究所(自動車空力騒音解析)
  • 神戸製鋼(ファン騒音低減技術・予測技術の開発)
  • 豊田紡織・東大生研・JAXA・メカロ(スパイラルマグナス風車の開発)
  • 日立製作所(熱流体計測技術の開発.タービン翼冷却技術の開発)
  • 日立プラントテクノロジー(高速道路トンネルの環境改善に関する研究)
  • ヤマハ(管楽器に関する研究)
  • 東芝
  • シンフォニアテクノロジー
  • JR東海
  • 風力エネルギー研究所
  • アトックス
  • 大気社
  • 理化学研究所(コロナ・発音関連)
  • 大阪大学歯学部附属病院(発音関連)
  • 上智大学 荒井先生(人工声帯)
  • 国立国語研 前川先生
  • グルノーブル大 Annemi Van Hirtum