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質と独創性で勝負するアカデミックな研究を目指し,航空宇宙・機械工学分野に関わる流体力学(特に圧縮性流体力学)研究を基盤とし,理論研究や次世代の数値シミュレーション研究,データ科学や機械学習を駆使した幅広い研究分野を興味の対象とし研究を進めています.

Research Topics


高忠実な圧縮性流体計算手法の開発 高レイノルズ数流れの高忠実な流体解析手法の開発
独自のアイデア・理論を基盤とし,乱流,境界層遷移,衝撃波,多成分・多層流体,磁気流体など,幅広い圧縮性流体現象を高忠実に解析可能とする数値計算手法の開発を行なっています. 航空機のような10の7乗オーダーにもなる高レイノルズ数流れの高忠実な流体解析を可能にする,壁面近傍の独自の内層乱流モデリング(壁面モデルLES)やその実用的利用に関する研究を進めています.

次世代の高忠実な圧縮性流体解析基盤ソルバーの開発 大規模複雑流体データのデータ駆動科学
形状データの入力のみで完全自動に,ロバストかつ高忠実な流体解析を可能とする圧縮性流体ソルバーFFVHC-ACEを開発しています.航空機メーカーなど産業界への展開も行なっています. 高忠実で大規模な流体解析で得られる非定常・複雑流体データからキーとなる流体構造を抽出し,複雑流体現象の理解を促進するデータ駆動科学の実現を目指しています.

Resolvent解析による複雑流体現象の解明と制御 機械学習を活用した計算手法の開発,制御への応用
Resolvent解析により数学的に抽出される入力と出力の関係をもとに,非線形で複雑な流体現象の物理解明やその制御を試みています. 機械学習を活用した新たな計算手法を開発し,高忠実な流体解析における計算コストの抜本的な改善を試みています.また機械学習などを駆使した現象理解を通し,流体制御への応用を目指しています.

高忠実な移動変形物体解析手法の開発 壁面加熱・冷却を伴う乱流遷移現象の解明と制御
移動境界流れに適用可能な階層型直交格子法を開発し,高忠実な移動変形物体解析手法の構築を試みています.これにより圧縮性流体解析基盤ソルバーの流体構造連成を含む幅広い学術・産業分野への展開を目指します. 加熱・冷却された平板や航空機翼面上の乱流遷移現象の物理機構の解明を目指しています.また得られた物理的知見やresolvent解析等の手法も駆使し,乱流遷移現象の制御手法構築を試みています.

機械学習を活用した超解像・SGSモデルの開発 機械学習を援用した時間発展高速化手法の開発
機械学習を駆使した乱流場の超解像を活用し,予測される高解像度乱流場から非解像成分(SGS成分)を抽出することで,高忠実な流体解析における計算コストの飛躍的な低減を目指しています. 機械学習により非常に粗い時間刻み幅を用いることで発生するエラーを修正し,流れ場にフィードバックすることで高忠実な流体解析を維持しつつ時間発展の高速化を目指しています.

航空機開発における最大揚力・失速の予測評価 航空機高速飛行時の遷音速バフェット現象の予測評価
航空機開発における最大の空力課題とも言える離着陸性能や安全性に関わる最大揚力・失速の予測評価を,FFVHC-ACEとスパコン「富岳」を用いた高忠実な流体解析で目指しています. 圧縮性流体解析ソルバーFFVHC-ACEとスパコン「富岳」を用いた大規模解析により,遷音速バフェット現象の予測・評価,およびデータ駆動科学を駆使したバフェット現象の発生メカニズムの解明を試みています.

航空機離着陸空力騒音の予測手法の開発 主翼空力弾性・フラッターの予測手法の開発
独自に開発してきた高忠実な流体解析手法を空力音響解析に展開し,航空機離着陸時に発生する空力騒音を高忠実に予測可能とする数値解析技術の開発を進めています. 高忠実なLES解析による航空機設計で重要となる主翼空力弾性やフラッターの予測評価を目指し,その第一ステップとして高レイノルズ数・強制振動翼の非定常空力現象解析を試みています.

過膨張ロケットノズル内で生じる衝撃波振動現象の解明
壁面モデルLESを用いて過膨張ロケットノズル内の衝撃波自励振動現象を再現し,衝撃波自励振動現象の物理メカニズムや壁面冷却による影響について明らかにすることを試みています.