数式で熱と流体を切り拓く次世代の熱・流体学のための新たな理論の

筑波⼤学⼤学院システム情報⼯学研究科構造エネルギー⼯学専攻
◆ 数式で熱と流体を切り拓く
◆ 次世代の熱・流体⼒学の
ための新たな理論の創成
何をやる︖
流体⼒学と熱⼒学(連続体⼒学を含む)の基礎的問題
どう攻める︖
⼿で解けるところまでは⼿計算(=数学的理論解析)
解けなくなるまで、数値計算(=コンピュータ)には頼らない︕
何を⽬指す︖ 特定の⼯業技術・製品に固有の課題ではなく、次世代の
⼯学の広範の基盤となる本質的かつ⾰新的な学理を築く
⾳・泡・熱の接点にある⾮線形物理学
..
Nonlinear Schrodinger equation
"
de
mo
t
as
"F
Acoustic wave
Evanescent mode
Stop band
"Slow mode"
Sound
source
Microbubbles
多数のバブルを含む⽔中超⾳波という複雑怪奇な物理を
「たったつの分数」
n
ispersio
Strong d
KdV - Burgers equation
Weak
dispersion
Wave number
シュレディンガー⽅程式(量⼦⼒学)で
気泡流(古典⼒学)が記述される・・・そのカラクリとは︖
(Kanagawa, J. Acoust. Soc. Am., 2015)
◆ ベンチュリ管実験と不均質⾳速理論の融合
⾼濃度気泡流を⽤いた⾼機能性洗浄技術の開拓と開発
(阿部・⾦⼦研との共同研究)
Frequency
Liquid
(Kanagawa et al., J. Fluid Sci. Technol., 2010)
◆３圧⼒２流体モデルに基づくキャビテーション流の基礎⽅程式
原⼦⼒⼯学に⽣き残る「数学的不適切性」への終⽌符を打つ
(福岡⼯業⼤学との共同研究)
流れと波と熱の先に何がある︖
⽣体内流れと超⾳波医療
可動部要らずの次世代熱機関
 ⽔中衝撃波の⾳響ソリトン遷移
 ⾳響流による⾮接触輸送・攪拌技術
を⽬指した⾼次近似解の導出
 ⾳響浮遊液滴周りの気体の
⾮線形質量輸送機構の解明
(阿部・⾦⼦研との共同研究)
 超⾳波診断のためのドラッグ気泡⼒学
固・液・気の練成問題
 低侵襲腫瘍治療技術のための集束超⾳
波のモデリング
⽣体軟・硬組織の
弾塑性⼒学と流体⼒学の融合
 関節液クラッキングフィンガー
 熱⾳響エンジンと熱⾳響クーラー
 熱と仕事とエントロピーの「状態変化」
ではなく「流れ」を予測し、熱⼒学と
流体⼒学の境界領域を切り拓く
 熱⼒学をよりわかりやすく解釈するた
めの新たな体系化への挑戦
全テーマが基礎研究であり、理論解析を主体とするが、必要性等に応じて数値計算・実験との融合を図る
 不均質⾳速理論とベンチュリ管実験の融合による「⾼濃度・
気泡流⾳響学」の開拓, 科研費・若⼿研究B (2016-2018)
 気泡振動の能動的制御による⽔中衝撃波のソリトン遷移を
狙う⾮線形⾳響理論, 科研費・若⼿研究B (2014-2016)
 強⼒集束超⾳波と微細気泡を⽤いた⾮侵襲腫瘍治療技術
のための数理的研究, 科研費・特別研究員奨励費 (20122013)
 ⾰新的ドラッグデリバリシステムのための気泡流中の⾮線形波
動伝播の数学モデル構築, 科研費・特別研究員奨励費
(2010-2012)
 乳癌診断⽤超⾳波トモグラフィの開拓－⾳で診て⾳で治す
治療器の基盤創⽣－, ⼩野⾳響学研究助成基⾦ (2013)
1. 研究成果は、海外・国内の学会、国際⼀流論⽂誌で発表
します。普段の研究費(旅費など含む)は全額⽀給します。
2. 理論研究では勉強が必須です。どのテーマも基礎事項は共
通していますから、5⽉頃までを基礎的な勉強のみに集中させ、
学⽣の適性・興味・意欲などを考慮してテーマを決定します。
3. 履修科⽬要件はありません。知識の漏れは普通ですし、配属
後に知識を⼀新させます。試験を乗り切るための形式的な学
⼒も不要です。問題発⾒⼒・解決⼒のために、物事の本質
を⾒出すための⼒を、基礎からじっくり丁寧に⾝に付けます。
4. 数学好きである必要はありませんが、数学が嫌いでないこと
は必須事項です。⾦川研のテーマは数学を多⽤するからです。
5. 配属希望の⽅、僅かでも興味のある⽅は、個別⾯談を⾏い
ますので、⾦川までお気軽にメイルを送ってください。
担当教員: ⾦川哲也 (e-mail: [email protected])
ホームページ: http://kanagawa.kz.tsukuba.ac.jp/

Download Report