機械システム分野
研究室名
流体工学研究室   
研究室スタッフ
半田　太郎 （教授） 　
研究室タイトル
光計測技術を用いた高速流れ現象の解明と新しい高速気流制御法の開発
研究室概略
MEMSデバイスや航空機エンジンなどさまざまな流体機器で現れるマイクロおよびマクロスケールの複雑な流れの現象をレーザーや分子センサーを用いた光計測技術により解明するとともに、流れを能動的に制御する手法の開発を行っている。
主な研究テーマ
・分子の蛍光・燐光を利用した高速非定常流れ計測法の開発
・高周波運動量付加による流体能動制御法の研究
・プラズマによる高速気流制御とその将来型航空機への応用
・衝撃波を伴う非定常高速流れの研究
個別研究テーマ

  • 感圧塗料による高速非定常流れ計測手法に関する研究

    半田　太郎

    2017年度 - 現在

    　詳細

    高速で非定常な流れに感圧塗料を適用するための手法を提案する．

    成果：

    2025年度
    昨年度提案したPOD解析による感圧塗料計測におけるノイズ除去方法の妥当性を確認した．

    2024年度
    POD解析による感圧塗料計測におけるノイズ除去の方法を提案した．

    2023年度
    感圧色素をH2TCPPとすることで，劣化の少ない感圧塗料を作成できることが明らかになった．さらに，この塗料を用いることで大気圧より高い圧力下で計測が可能であることが明らかになった．

  • フェムト秒レーザーを利用した大型超音速風洞計測技術の開発

    半田　太郎

    2019年度 - 現在

    　詳細

    フェムト秒レーザーを照射して得られる窒素分子の発光を利用した大型超音速風洞計測技術を開発する．

    成果：

    2025年度
    窒素の発光の各波長において，発光減衰と状態量の関係を調査した．

    2024年度
    窒素の第二正帯の発光と密度の関係を実験により明らかにした．

    2023年度
    二時刻の窒素の発光強度の比をとることで，超音速流の密度計測を短時間でできる可能性があることを確認した．

  • 高周波シンセティックジェットアクチュエータの開発

    半田　太郎, 古谷　克司

    2021年度 - 現在

    　詳細

    従来のものより省電力かつ高周波で駆動可能なシンセティックジェットアクチュエータの開発を行う．

    成果：

    2025年度
    数十kHzの高周波でほぼ速度0と超音速の間で加速・減速を繰り返すアクチュエータの速度変動を振動子の振幅から定量的に評価する方法を確立した．

    2024年度
    数十kHzの高周波でほぼ速度0と超音速の間で加速・減速を繰り返すアクチュエータを開発した．

    2023年度
    高周波シンセティックジェットアクチュエータのオリフィスを矩形にしたところ，気流制御に有効な二つの渦からなる渦対が発生することが明らかになった．

  • 高周波運動量付加による高速流れ制御手法の提案と運動量付加装置の基礎的特性の解明

    半田　太郎

    2017年度 - 現在

    　詳細

    高周波運動量付加により高速流れを制御するための手法を提案するとともに，数十KHzで運動量を変化させられる1mm程度のスケールの装置を作成し，その装置の基礎特性を実験的に明らかにする．

    成果：

    2025年度
    フラッピングジェットデバイスが発生しているマッハ0.4の境界層流れの時系列速度場を計測した．

    2024年度
    高揚力装置周りに現れるマッハ0.4の圧縮性コーナ流れにおいてフラッピングジェットデバイスが効果があることが実験により明らかになった．

    2023年度
    フラッピングジェットデバイスを用いた圧縮性境界層気流制御が可能であることが明らかになった．