福島 直哉

研究内容

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福島研究室では，空気や水の流れが不規則に変動する乱流，液滴や粒子を含む混相流，流れの状態に応じて粘度が変化する非ニュートン流体など，予測や制御が難しい「複雑な流れ」を研究しています．こうした流れは，自動車，航空機，エネルギー機器，化学装置など，さまざまな機械や装置の内外に現れ，その性能やエネルギー効率，環境負荷を大きく左右します．
私たちは，コンピュータによる数値シミュレーション，風洞や高速度カメラを用いた実験計測，機械学習を組み合わせ，複雑な流れの解明・予測・制御に取り組んでいます．数値シミュレーションでは，速度や温度などが空間・時間的にどのように変化するかを詳しく解析し，実験では，実際の流れを可視化して定量的に計測します．さらに，得られたデータに機械学習を活用し，流れを特徴づける重要な要因の抽出，状態の推定・予測，効果的な制御方法の探索へとつなげています．
具体的には，摩擦抵抗の低減と熱伝達の促進を両立する流れの制御，サメの体表面構造に着想を得た抵抗低減技術，液滴や粒子の運動・分布の計測と予測などを進めています．数値シミュレーション，実験計測，機械学習を連携させることで，複雑な流れへの理解を深め，より高性能で省エネルギーかつ環境負荷の小さい熱流体機器の設計・制御に役立つ知見を生み出すことを目指しています．

入学をお考えの皆様へメッセージ

機械工学は，身の回りにある流れや熱，エネルギーの現象を理解し，より便利で環境にやさしい機械や技術を生み出す学問です．私たちの研究室では，実験，数値シミュレーション，機械学習を組み合わせ，まだ答えのない課題に取り組んでいます．身近な現象に「なぜだろう」，機械や技術に「もっと良くできないか」と疑問を持つことが，研究の出発点です．大学で一緒に，その疑問を科学的に解き明かし，新しい技術へとつなげてみませんか．