扁平な回転円錐上に発達する螺旋渦が崩壊し、乱流へと遷移。
この流れは、航空機のデルタ翼、後退翼上で発達する同種の螺旋渦を研究するためのモデルケースとして知られている。
上図(a-c)における螺旋渦の断面構造
[代表論文1の熱線計測より]
滑らかな流れ(層流)から様々な渦を含む乱れた流れ(乱流)への遷移は、壁面摩擦、熱伝達、流れの剥離などの性質を著しく変えるため、流体機械、輸送機械の効率に直結する問題として研究されてきました。こういった渦は、そもそも何処からくるのでしょうか?渦は何処まで成長するのでしょうか?これらの渦の発生、成長、崩壊を工業的な応用に適する様に制御することはできるのでしょうか?当研究室では、そんな疑問に答えるべく、同学科の松原雅春教授と協力し、3次元的な渦の特性に関する研究をしています。
渦の性質の根本的な理解は、流れや関連機器を効率的に設計・制御するために不可欠です。単純なモデルを用い、特に曲がった・回転する表面上の渦を研究しています。これらは、タービン、プロペラ、遠心分離機、風力発電所等、実社会に多く見られるものです。
実験・結果解析を通じて、流体力学以外にも電子工学、光学、プログラミングを使った制御など様々な学問を学びます。こういった経験からこれまでの専門分野に縛られない問題提起、解決ができることで、様々なキャリアが拓けます。