Abstract fluid flow visualization

成蹊大学・理工学部・機械システム専攻

Heat and Flow
Physics Lab

熱・エネルギー研究室

熱流体シミュレーションと実験を通じて、航空機の空力性能から次世代エネルギーシステムまで、熱流体現象の本質を探究します。


研究テーマ

Research

境界層遷移および前縁受容性に関する数値流体シミュレーション
01

Project 01

Boundary-Layer Transition

境界層遷移と流れの制御

大型航空機の空気抵抗低減やタービンブレードの高度伝熱制御を目的に前縁受容性、境界層不安定性、層流・乱流遷移現象を対象として、高精度数値シミュレーションと風洞実験の両面から研究を行っています。外乱がどのように不安定波へ変換され、最終的に乱流へ遷移するのかを解明し、流れの制御や抵抗低減、高効率な航空・輸送システムの実現を目指しています。

層流乱流遷移流れの安定性DNS
翼の突風応答に関する風洞実験およびCFD解析
02

Project 02

Wing Gust Response

翼の突風応答と制御

小型無人航空機や次世代航空モビリティでは、低レイノルズ数条件において突風や渦状外乱の影響を強く受けることが知られています。本研究では、数値シミュレーションと風洞実験を組み合わせ、翼の非定常空力応答や渦構造の変化を解析しています。外乱に対する流体力学的メカニズムを解明するとともに、流れ制御技術や高い飛行安定性・安全性を実現するための設計指針の構築を目指しています。

ドローン荒天化飛行流れの制御
自動車用バッテリー冷却に関する熱流体シミュレーション
03

Project 03

Battery Cooling

自動車向けバッテリーの冷却

電気自動車(EV)やハイブリッド車の性能、安全性、寿命を向上させるためには、バッテリー温度を適切に管理することが重要です。本研究では、従来の定常空冷に代わる新しいバッテリー冷却技術を研究しています。流れ場や温度境界層に対して能動的に渦度供給し、熱伝達を促進することで、限られた送風量での高い冷却性能を目指します。

バッテリー冷却含浸冷却EV/eVTOL
他の研究活動

Other Active Research Areas

垂直軸風車の起動性と発電効率の向上
多目的遺伝的アルゴリズムを用いた定常性能と突風応答を両立させた翼型最適化
熱を用いた層流乱流制御
突風風洞の開発
SPH法を用いた異種液滴衝突現象の解明
乱流斑点の生成過程と拡大
SPH法を応用したエージェントモデルによる人流シミュレーション
津波に流された物体の挙動シミュレーション
地面効果翼の空力特性
回転翼型ドローンの突風応答
研究実績

Achievements

代表的な研究成果を掲載しています。論文・講演・受賞の全リストは詳細ページをご覧ください。外部データベースはResearchmapからもご参照いただけます。

全実績リスト Researchmap
2020

Simulation of collisions of two droplets containing two different liquids using incompressible smoothed particle hydrodynamics method

Yu Nishio, Kohei Komori, Seiichiro Izawa, Yu Fukunishi

Theoretical and Computational Fluid Dynamics — 34, 105–117

2019

Investigating swirl and tumble using two prototype inlet port designs by means of multi-planar PIV

Athanasia Kalpakli Vesster, Yu Nishio, Henrik Alfredsson

International Journal of Heat and Fluid Flow — 75, 61–76

2018

The Effect of Downstream Turbulent Region on the Spiral Vortex Structures of a Rotating Disk Flow

Keunseob Lee, Yu Nishio, Seiichiro Izawa, Yu Fukunishi

Journal of Fluid Mechanics — 844, 274–296

配属希望者へ

For Students

流れや熱は、航空機、自動車、エネルギー機器など数多くの工学システムを支える基盤技術です。私たちは「なぜそうなるのか」を理解し、新しい技術につなげることを目指しています。航空機や自動車などの輸送機器や熱流体、シミュレーションに興味のある学生はもちろん、「何か面白いことを研究したい」という学生も歓迎します。一緒に未知の現象を探究していきましょう。

はじめに

熱・エネルギー研究室では、流体力学・伝熱工学を基盤として、航空機、風力発電、電気自動車、液滴・液膜、数値シミュレーション、風洞実験に関する研究を行っています。現象を「なんとなく理解する」のではなく、実験と数値解析を用いて現象を定量的に解明することを重視しています。

研究室で学べること

実験技術(風洞実験、可視化、速度計測、温度計測、圧力計測)、数値熱流体シミュレーション(格子法、粒子法、最適化)、プログラミング/情報スキル(Fortran、C言語、Python、TeX、Linux、AI活用)、プレゼンテーションスキル、熱流体力学を学べます。

身につく力

研究を通じて、問題設定能力と解決能力、論理的思考力、数値解析能力、実験技術、プレゼンテーション能力、最新の情報技術を使いこなす力を身につけることができます。これらは、航空宇宙、自動車、エネルギー、建築、機械・電機メーカー、IT・データサイエンスなど幅広い分野で活かすことができます。

研究室生活

研究室ではプログラミングや実験、シミュレーションの基礎から学べるため、専門知識や経験がなくても心配はありません。学会発表や共同研究に参加する機会もあり、自ら考え、発信する力を身につけることができます。研究を通じて他者と協力しながら成長していくことを大切にしています。

産学連携

Industry
Collaboration

本研究室では、熱流体工学分野における新しい知見の創出と社会実装を推進するとともに、学生の研究活動の充実を図るため、企業・公的機関の皆様との共同研究、受託研究、技術相談、寄付を積極的に受け入れています。
共同研究・受託研究では、企業や機関の皆様と研究課題を設定し、研究室の学生が主体となって研究活動に取り組みます。教員が研究全体を指導・管理し、学生1~2名を中心に約1年間、定期的な打合せや成果報告を通じてプロジェクトを推進します。大学研究ならではの挑戦的な取り組みも含まれるため、一定の試行錯誤やリスクを許容いただきながら、中長期的な視点で共同研究を進められば幸いです。

まずはお気軽にお問い合わせください。内容に応じてオンラインまたは対面での打ち合わせを実施いたします。

お問い合わせ
共同研究・技術相談の主なテーマ

Research Areas for Collaboration

Aerodynamics

空力解析

航空機・ドローンの空力解析,垂直軸風車の性能解析

CFD Simulation

熱流体シミュレーション

DNS,LES・RANS,多目的最適化,埋め込み境界法

Wind Tunnel Testing

風洞実験

可視化,圧力計測,微差圧計測,熱線流速計,空気力測定

Thermal Management

冷却・熱制御

自動車用バッテリー冷却

SPH Simulation

SPH法

液滴,液膜,自由表面流れ,津波,人流シミュレーション

Flow Physics

流体物理

境界層遷移,乱流現象,渦流れ

メンバー

People

研究室構成員

教員:西尾 悠 Yu Nishio (Ph.D.) R J
専門熱流体力学、航空工学
学位博士(工学)(東北大学)
経歴 東北大学助教、成蹊大学助教、
東京理科大学助教を経て
成蹊大学准教授(現職)
事務補佐員1名
大学院修士課程学生4名
学部4年生7名
共同研究外部生4名

卒業生進路(()は外部生)

メーカー・自動車

三菱電機 / TMEIC / 日産自動車 / アイシン精機 / ゼネラル / 大都技研 / KOKUYO / 横河電機 / 三菱電機エンジニアリング / SUBARUテクノ / (三菱重工 / 東芝エレベーター)

建設・インフラ・運輸

鹿島建設 / 東京メトロ

IT・情報・コンサルティング

Sky / SCSK / 明治安田生命(SE職)/ 丸紅ITソリューションズ / マーブル / クレスコデジタルテクノロジー / (日本アムスコ)

商社・流通・サービス

NX商事

進学

成蹊大学大学院 / 航空大学校

最新情報

News

Seikei&MIT Global Women's Technology Program(WTP-Global)

西尾がMIT-WTPと共同で企画運営する理系女子中高生向け教育プログラム(WTP-Global)が無事終了しました。
Seikei & MIT WTP専用ウェブサイトはこちら

Seikei&MIT Global Women's Technology Program(WTP-Global)

西尾が担当するWTP-Globalの記事が日刊工業新聞に掲載されました。記事はこちら

講演情報

第104期日本機械学会流体工学部門講演会で2件の発表が予定されています。

講演情報

日本機械学会2026年度年次大会で3件の発表が予定されています。

講演情報

アメリカで開催されるICJWSF2026で1件の発表が予定されています。

講演情報

仙台で開催されるICFDで1件の発表が予定されています。

ウェブサイト運用開始

研究室のホームページを新たに立ち上げました。

所在地・お問い合わせ

Location & Contact

住所

成蹊大学
理工学部 理工学科 機械システム専攻
熱・エネルギー研究室

180-8633 東京都武蔵野市吉祥寺北町3-3-1
大学11号館4階

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アクセス

JR中央線・総武線 吉祥寺駅より徒歩15分