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住所：〒980-8577 仙台市青葉区片平2-1-1 |
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| URL：http://www.ifs.tohoku.ac.jp/ | |
| 所長：早瀬 敏幸 | |
| 所長の専門：生体医療流体工学 |
研究所の概要
本研究所は「高速力学に関する学理およびその応用の研究」を目的として1943年に高速力学研究所として設立され、1989年に改組転換して研究所名を流体科学研究所と改め、1998年に「流動に関する学理およびその応用の研究」を目的として4大研究部門制に改組し再発足しました。本研究所は流動科学技術の実験および数値計算による研究を行い、国民生活の安全や福祉の向上、社会経済の活性化などに貢献することを目的としています。
研究内容・特色
流体科学研究所は4大研究部門と1附属研究施設からなっており、主に以下のような研究を行っています。
- 極限流研究部門：温度, 圧力などの物理環境を極限にまで追求した時に生じる流動現象、およびこれらの極限状態が複合したときに現れる流動現象の研究。
- 知能流システム研究部門：外部環境を認識、判断して行動する知能流システムの構築および知能性の発現機構の解明、評価を行う研究。
- ミクロ熱流動研究部門：熱流動現象の本質を電子、分子レベルで解明することにより、ミクロなスケールの熱流動現象のメカニズムを解明する研究。
- 複雑系流動研究部門：流体が持つ様々な空間・時間尺度での複雑な流動現象の探求やこれらを理解する理論体系の構築を行い、複雑系流動システムの実現を目指す研究。
- 流体融合研究センター(2003年4月設置)：実験と計算を一体化した新しい研究手法により重点研究分野の諸問題を解決する研究。
最近の成果
高温高圧下における多様な混合ガスに対する乱流燃焼特性の研究
IGCC（ガス化複合発電コンバインドサイクル）やCO2回収技術を組み合わせて高効率かつゼロエミッションを目指す将来の発電プラントでは、ガスタービン燃焼器に供給されるガスはCO、CO2、H2Oなどが様々な割合で混合されたガスであり、かつ、高温高圧といった特殊環境下の乱流燃焼です。このような特殊条件下の燃焼機器設計を行うには燃焼基礎特性の把握が不可欠です。本研究では、燃焼学的にも興味深い高温高圧下における多様な混合ガスに対する乱流火炎に対し、一定圧力の高圧環境下に乱流火炎を維持できる高圧燃焼試験装置とレーザー計測技術を用いた実験を行い、乱流燃焼速度をはじめとする基礎特性を明らかにしています。
ビジュアルデータマイニング手法の開発
微分位相幾何学の知見を利用して、様々な流動解析で発生する大規模時系列ボリュームデータの大局的/局所的な構造や挙動を捉え、その特徴を強調して可視化するビジュアルデータマイニング手法を開発しています。現在の主要なツールには、臨界点ヒストグラムに基づく適応的カラーマップ、臨界/代表等値面抽出、等値面の埋込み検出、位相強調断面抽出、位相的多次元伝達関数設計、区間型ボリューム分解、ボリュームエントロピー評価に基づく視点・照明位置の適正化、尾根環による渦領域分割、適応的データマイグレーションや計算ステアリング等があります。
IGCC（ガス化複合発電コンバインドサイクル）やCO2回収技術を組み合わせて高効率かつゼロエミッションを目指す将来の発電プラントでは、ガスタービン燃焼器に供給されるガスはCO、CO2、H2Oなどが様々な割合で混合されたガスであり、かつ、高温高圧といった特殊環境下の乱流燃焼です。このような特殊条件下の燃焼機器設計を行うには燃焼基礎特性の把握が不可欠です。本研究では、燃焼学的にも興味深い高温高圧下における多様な混合ガスに対する乱流火炎に対し、一定圧力の高圧環境下に乱流火炎を維持できる高圧燃焼試験装置とレーザー計測技術を用いた実験を行い、乱流燃焼速度をはじめとする基礎特性を明らかにしています。
ビジュアルデータマイニング手法の開発
微分位相幾何学の知見を利用して、様々な流動解析で発生する大規模時系列ボリュームデータの大局的/局所的な構造や挙動を捉え、その特徴を強調して可視化するビジュアルデータマイニング手法を開発しています。現在の主要なツールには、臨界点ヒストグラムに基づく適応的カラーマップ、臨界/代表等値面抽出、等値面の埋込み検出、位相強調断面抽出、位相的多次元伝達関数設計、区間型ボリューム分解、ボリュームエントロピー評価に基づく視点・照明位置の適正化、尾根環による渦領域分割、適応的データマイグレーションや計算ステアリング等があります。
