エネルギー熱物理科学 研究内容
エネルギー需給を安定させるとともに，地球環境の保全を進めることは，理工学に課せられた重要なテーマです．本教育分野では，クリーンエネルギー技術や低炭素化技術の実現を目指して，熱力学，流体力学，および熱化学等を基盤とした燃焼や熱物質輸送現象に関する研究に取り組んでいます．研究対象は，気体，固体，および液体の三相にわたるマル
チスケール・マルチフィジクス現象であり，乱流と化学反応が相互作用を及ぼす複雑な物理現象の解明とそのモデル化，および数値シミュレーションの実問題への適用に関する研究を行っています．
乱流燃焼に関する研究
航空用ジェットエンジンや自動車エンジン，発電用のガスタービンやボイラ等，燃焼機器の多くは乱流燃焼を利用しています．乱流と化学反応はその相互作用により複雑な挙動を示すことが知られており，乱流燃焼を深く理解しモデル化することは，より革新的な燃焼技術の創出に不可欠です．本研究では，素反応を考慮可能で，かつ高速な乱流燃焼モデルを開発するとともに，その適用範囲の拡大を図っています．特に，CO2ゼロ／ネガティブエミッションシステムへの適用を見据えた研究を行っています．
噴霧燃焼に関する研究
航空用ジェットエンジンやディーゼルエンジンでは，液体燃料が微粒化された噴霧液滴の燃焼（噴霧燃焼）が利用されています．噴霧液滴は乱流中を分散するとともに燃料蒸気を生成させ，着火条件に達すると着火，火炎は液滴間を燃え広がります．本研究では，これらの素過程をそれぞれモデル化するとともに，航空用ジェットエンジンのような実機スケ
ール機器を対象とするような大規模数値シミュレーションに取り組んでいます．
固体燃料のガス化技術に関する研究
石炭やバイオマス等の固体燃料利用については，CO2回収型ガス化技術を適用することでCO2ゼロエミッションやネガティブエミッションシステムを構築することが可能です．システムの成立には，固体燃料微粒子の乱流中の化学反応を速やかに進めて，効率的にガス化合成ガスを製造する必要があります．本研究では，微粒子の乱流中運動や化学反応を明らかにするとともに，実機スケールの大規模プラントへの数値シミュレーション適用技術の開発に取り組んでいます．．
メタンハイドレートに関する研究
日本近海の海底には，膨大な量のメタンハイドレートと呼ばれるメタンの水和物が埋蔵されていると考えられています．国産資源を確保する観点から，現在国はこれの効率的な回収技術の開発を進めています．本研究では，海底から回収されるメタンハイドレート粒子やメタンガスの賦存形態や回収方法に応じて，回収プラント内でこれらがどのような挙動
を示すのか，設計支援の観点から検討をしています．
