固気二相流および粉粒体のシミュレーション技術により未来を開く
Toshitsugu Tanaka
田中 敏嗣教授
粉体工学、混相流、流体工学
※2025年4月開設
機械工学科※
研究の概要
自然界においては岩石、土砂の挙動、火山爆発、火砕流など、工業プロセスでは、食品材料、固体材料、医薬品などのハンドリングから製造に到るまで、さらにエネルギー分野ではバイオマスを含む固体燃料の燃焼やガス化プロセスなどにおいて、粉粒体および固気二相流が関わる現象は幅広く見られます。当研究室ではこのような複雑な現象に対して、世界に先駆けてDEM-CFD解析による数値シミュレーション法を提案し、各種モデルの開発や現象の解明を行ってきました。現在は、計算負荷軽減のためのモデル開発や種々の物理現象の解明に取り組んでいます。
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粒子群の力学
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粒子流動化挙動のDEM-CFD解析
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DEM接触力モデル
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建設機械の土砂操作のDEMシミュレーション
研究成果の社会での実装、活用シーン
- 固体材料、食品、医薬品などの粉粒体のハンドリング、各種プロセスの高度化への応用。
- バイオマス、石炭ガス化プロセス、固体燃料燃焼などのエネルギー、環境分野への応用。
- 流動層における粉粒体の混合、乾燥、分離、造粒などの操作の高度化。
- 建設機械による土砂操作などの高度化、火山爆発、火砕流の挙動予測。
- 月面における月レゴリスに関わる問題解決、月ローバ開発のための月面駆動シミュレーション。
高校生へのメッセージ
機械工学は、エネルギー、モビリティなど社会インフラから、産業界におけるあらゆるものづくりに関わる基幹的な工学分野であり、社会から幅広く人材が求められています。学生の皆さんとともに新しい機械工学科を立ち上げていくことを、とても楽しみにしています。新しい理工学部、機械工学科のフロンティアを、ともに楽しく、有意義に開いていきましょう。