茂田・杉本 研究室

About研究室について

見えない高温の流れを、視る・観る・診る。

茂田・杉本研究室は、1万度を超えるプラズマを使った高エネルギー流体プロセスを研究しています。
新しい材料をつくる・加工する、分解しにくい有害な物質を無害にするといった場面が対象です。
熱く眩しく複雑で従来の方法では調べられない現象を、新しい手法をつくって可視化し、データを解析して解き明かします。
得られた知見をもとに問題を解決し、新しい熱流体プロセスを生み出すことを目指しています。

Research研究テーマ

1万度を超えるプラズマを利用した高エネルギー流体プロセスに取り組んでいます。さまざまな物理現象が重なった複雑な系を、新しい手法をつくって可視化・解析することで解明し、新しい熱流体プロセスの創成を目指しています。

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高温プラズマの流れの計算手法↗

室温から1万度超まで温度が大きく変わる流れを、同じ計算の中で扱うシミュレーション手法を研究しています。渦の運動の捕捉と安定した長時間計算を両立する手法の構築に、世界で初めて成功しました。

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溶接の粒子法シミュレーター↗

アーク溶接では、小さな空間の中で固体・液体・気体・プラズマが互いに影響しあいます。粒子法に溶接特有の物理モデルを組み込み、測ることのできない溶融金属の温度や流れをコンピュータの中で再現しています。

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プラズマ中のナノ粒子形成↗

プラズマ流でナノメートルサイズの超微粒子を大量につくれると期待されていますが、超高温で短時間に起きる現象は直接測るのが困難です。数学と物理に基づく方程式系とその計算アルゴリズムを考案し、現象の解明に取り組んでいます。

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溶岩流のシミュレーション↗

溶岩流は流れ込んだ地域に大きな被害をもたらすため、予測できるシミュレータが求められています。溶接の溶融金属で培った知見を応用し、固まりながら流れる溶岩が堤防のような地形をつくる様子の再現に成功しました。

Voices先輩の声

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