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九州大学応用力学研究所

住所:〒816-8580 福岡県春日市春日公園6-1
URL:http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/
所長:柳 哲雄
所長の専門:沿岸海洋学
研究所の概要
九州大学応用力学研究所は1951年に設立されました。1997年に「力学に関する学理及びその応用の研究」を目的として改組され、全国共同利用研究所として再スタートしました。力学を基礎とした「流体および材料に関する先端的研究」、「地球環境の解明と保全を目指した大気海洋中に生起する諸現象の研究」、さらには「核融合プラズマと炉材料開発に関する研究」を、21世紀の人類にとって極めて重要な課題である「地球環境問題とエネルギー問題の解決」の視点から取り組み、社会に貢献することを目指しています。その一環として、2007年度には「力学シミュレーション研究センター」と「炉心理工学研究センター」に代って、「東アジア海洋大気環境研究センター」と「高温プラズマ力学研究センター」を設置しました。

研究内容・特色
  1. 全国共同利用研究所として、力学、大気海洋、核融合・プラズマの三つの分野において、国内外の研究者と共同研究や研究集会を実施・開催しています。
  2. 力学的手法を中心とした地球環境の観測と予測に関する研究を進めることを目指し、2005年度から5年間の計画で、特別教育研究経費の「拠点形成」として、「東アジア海洋・大気環境激変の監視と予測システムの開発」事業を実施しています。
  3. 2004年度から、核融合科学研究所との双方向型共同研究として、トカマク型プラズマの長時間制御に関する研究を実施しています。2005年度にはその中心となる球状トカマク装置の建設に着手しました。
  4. 2004年度から5年計画で、科学研究費特別推進研究「乱流プラズマの構造形成と選択則の総合的研究」を実施しています。また、タンデム型イオン加速器や大型プラズマ閉じ込め装置などを用いた、核融合炉における核燃焼プラズマと壁材料との相互作用に関する研究を行っています。
  5. 2007年度から5年計画で、特別教育研究経費により、東北大学の大学院歯学研究科および金属材料研究所との連携の下で、「生体−バイオマテリアル高機能インターフェイス科学推進事業」を実施しています。

最近の成果
  1. プラズマ乱流の中では、ミクロな揺動と巨視的な構造やメゾスケールの揺動が相互に生成・規制しあっています。その非線型結合機構の解明と実現される構造の選択則の研究が進んでいます。乱流の中で揺動成分が非線型結合している様を定量的に観測することに成功し、理論の予言を検証しています。周波数のマッチング条件を満たす三つの波が、観測される乱流揺動の中でいかなる結合強度を持つか、実験を解析した結果を図1に示します。ミクロな揺動が相互に結合し合う様子や、メゾスケールの揺動がミクロ揺動をモジュレーションしつつエネルギーを遣り取りしていることが結論されています。理論モデルで表現され、シミュレーションで描き出された乱流構造の実体理解に新展開がもたらされています。


  2. アジア域の急速な経済発展に伴う大気汚染物質の排出増による越境大気汚染が、解決すべき重要な大気環境問題として認識されてきています。アジア域で発生する黄砂や大気汚染物質は偏西風やそれに重畳する移動性高低気圧波動に伴って輸送されます(図2)。この研究では、アジア地域を主たる対象とした3 次元大気化学輸送モデルを他の国際的研究グループに先駆けて高度化し、汚染物質の輸送過程を高精度で再現・予報できる「化学天気予報システム」の開発に関する研究を展開しています。



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