大規模建築空間の省エネルギー設計に用いるDigital Twins技術および設計指針の開発 人間環境学府 空間システム専攻 建築のエネルギー消費量は、今後も益々増加すると見込まれており，より大きな課題になる。特に、エネルギー効率が低い大規模建築の高天井・大空間においては、空調によるエネルギー消費の削減が重要であるが、省エネルギー設計・手法は極めて複雑な検討を要する。本研究では、大空間の空調設計を支援するシミュレーションツールを開発・高度化し，計算精度を向上させる方法を検討する。また、開発した解析方法を用いて空調システム [...]
乱流気流に駆動される壁面上波状液膜のマルチスケール構造と液滴飛散現象の解明と制御 工学府 航空宇宙工学専攻 電力需要量の増加に伴い，発電機の性能向上は喫緊の課題である．その一つに，蒸気タービンは火力・原子力・地熱発電などに用いられ，その重要度は増している．蒸気タービンの性能低下の一因として，タービン内で水滴の衝突による翼の損傷（エロージョン）が知られている．本研究では，エロージョンの原因となる粗大な液滴の発生機構を明らかにし，飛散液滴径を小さくする対策を提案する．
有機CT界面を活用した新機構有機熱電デバイスの構築 工学府 化学工学専攻 現在、未利用の熱エネルギーの有効利用が世界中で広く求められている。従来の熱電変換技術は数100℃の大きな温度差を必要とするため、身の回りの環境熱を電気に変換する手法にはなりえない。そこで本研究では、室温で存在する数10 meV程度の微小熱エネルギーを直接電気エネルギーに変換する、新機構有機熱電デバイスの構築を目指す。
水素を電子源として利用したカルベン移動反応の開発 工学府 応用化学専攻 カルベンは反応性の高い化学種であり、それを反応に利用するカルベン移動反応では様々な有機合成が可能である。一方で、取り扱いが難しく環境負荷が大きい試薬の使用が問題点であった。本研究では、そのような試薬の代わりに水素から電子を取り出して反応に利用する新たなカルベン移動反応を提案する。将来的な目的物として、医薬品や天然物の有機物、精密合成による生成物などが考えられ、大きな社会的インパクトが期待される。
アンモニウム塩とアリルアルコールからの穏和かつ簡便な触媒的第一級アリルアミン合成法の開発 薬学府 創薬科学専攻 アリルアミンは、医薬品や生物活性物質中に含まれる重要な構造単位であり、医薬化学の分野で広く用いられている。私が所属する研究グループでは、白金触媒によってアリルアルコールから第一級アリルアミンを直接合成することに成功していた。しかし、100 °Cという高い反応温度が必要であり、アンモニア水加熱のために耐圧密閉容器を用いることから大量合成への適用が困難であったため、実用性の面で改善の余地を残していた。 [...]
格子振動を制御したパラジウム水素化物の超伝導発現機構の解明 工学府 量子物理工学専攻 パラジウム水素化物は水素濃度0.8以上で超伝導を示す。水素化物超伝導の発現機構に対して、水素原子が寄与する役割を微視的測定で明らかにすることで、近年注目されている高温水素化物超伝導の構造予測などに貢献できると考えている。 実験は点接合分光法と低温水素吸蔵を組み合わせて行う。 点接合分光法とは、試料と探針をわずかに接触させ、界面の微分伝導度を測定する実験手法であり、これにより、超伝導ギャップや電子格 [...]
REBCO 超伝導線材強化指針のための剥離経路可視化と脆弱箇所予測 AI モデルの確立 工学府 材料工学専攻 核融合炉の実現には，高温・高磁場中で優れた電流特性を示すREBa2Cu3Oy（REBCO，RE:レアアース）超伝導線材の応用が有望視されている．しかし，現状では，コイルの運用時には線材内部で剥離が発生し，電流特性が劣化する課題がある．また，剥離メカニズムは十分に明らかになっていない．本研究では特徴的な破面模様により剥離起点を特定し，剥離経路を可視化するとともに，多様なREBCO線材の強化指針策定に [...]
統合コードを用いた核融合炉内の不純物輸送シミュレーションと運転シナリオ探索 総合理工学府 総合理工学専攻 核融合発電は次世代の基幹発電として期待されている．プラズマ状態の水素同位体を閉じ込めることで発電を行うが，壁材などに起因する不純物の放射損失によってプラズマの温度が低下することで，長時間運転が妨げられている．そこで本研究では，核融合炉内全域のプラズマ・不純物輸送を高速に記述する統合シミュレーションコードを開発し，プラズマを長時間維持するための最適な運転条件を提案する．
