■機械システム工学科から機械工学コースへ
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テーマ番号：熱-
(3年次指導教員が記入します)
機械工学コース
テーマ名：CO2の分離吸収貯留装置と高効率小型熱機関への最適化
指導教員名：若井 謙介 (http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~wakai)
連絡先（メールアドレス）：工2-516 wakai@tec.u-ryukyu.ac.jp
希望人数： 1 人
概要・その他：日本政府の掲げる「2050 年カーボンニュートラル宣言」 という高い目標実現には電動化のみに偏らず燃料多様性を維持する既存の内燃機関から、排出ガス中の CO2 を選択的に分離回収し合成燃料を生成するカーボンリサイクル技術を確立する必要がある。本研究では汎用小型機関における CO2 排出量の削減を目的とする。多様な合成燃料の筒内直接衝突を用い混合気形成過程を変化し燃焼制御を行う。燃料相互の噴射時期、 期間、噴霧特性を用い燃焼室での混合気形成過程の選択性を拡げ、機関特性と排気特性の制御範囲を拡大する。排気管に取り付けた減圧室から排気を CO2 分離吸収槽へと導き吸収液へ CO2 のみを吸収、回収を行う。種々の燃料、運転状態において適用を可能とし、軽量小型な 汎用小型機関における CO2 回収貯留を効率よく行うため必要な研究である。
CO2吸収装置を取り付けた対抗噴射RCCI機関 吸収液中の噴流CFD解析
研究室訪問受入れの日時と場所：水曜日以外13時〜 実験棟A101若井居室2-516
2020年度の研究室紹介動画：https://youtu.be/I0Gj6zqWXf0
テーマ名：中規模ドローンを想定したパルスデトネーションエンジンを用いるハイブリッド駆動装置
概要・その他：一般にドローンと呼ばれる無人飛行体は複数の回転翼を常に制御し続けることが必要でありその性質上ペイロードと滞空時間は固定翼機と比べかなり短い。本研究では中型規模の機体を想定しドローンに適したパルスデトネーションエンジンや軽量小型熱機関を用いたハイブリッド式駆動装置を提案する。カーボンニュートラルを目指しe-fuelなど合成燃料を実用的に運用することを前提に、燃焼特性の把握を行い実機への応用を模索する事を目的とする．CFD解析結果をもとに小型ジェットエンジン実機を製作し、発電機とマイクロコントローラで制御する駆動負荷、給配電量制御システムを加えることでドローン用ハイブリッド駆動システムを実現する.. ペイロードと効率に及ぼす影響について実験を行い考察、検討する．
helmholtz共鳴のCFD解析 ヒラー式回転翼飛行体
テーマ名：合成燃料対向噴射による反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼機関
概要・その他：当研究室では近い将来求められるカーボンニュートラルへの対応としてe-fuel, DME, GTL等の合成燃料を用いた予混合圧縮着火燃焼に着目し，燃焼による制御での機関，排気特性の改善に取り組んでいる． 予混合圧縮着火燃焼はPM(スス)とNOxの同時抑制を可能とするが，燃料投入量を増加するとノッキングが発生し運転領域が制限されてしまうという課題が残っている．そこで本研究では反応性の異なる異種代替燃料を対向配置した低圧噴射ノズルからマイクロコントローラで制御, 噴射することで，燃料の噴射時期，噴射期間と混合気の反応性とを変化し反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼を行う．混合気の濃度分布，反応性，筒内ガス温度などを制御することでバルク燃焼を伴わない安定運転領域の拡大を目指し研究を行っていく．
低圧噴射ノズルを対向配置したRCCI機関 CFDによる燃焼特性の把握
テーマ名：海洋航走体ロボット(AUV)用小型高効率スターリング無気式機関
概要・その他：
半導体、二次電池など希少金属の利用は拡大を続けている。資源の偏りと昨今の地政学的リスク増加に伴い、周囲を海に囲まれたわが国において海底構造、鉱物資源探査の果たす役割は増大が見込まれている。広大な海洋鉱物資源探査において複数の地点を同時に長期間にわたり探査することを可能とする無人の自律式海洋航走体（ロボット）の活用がますます求められる状況になっている。しかし自律稼働をし電力消費量の多い複数の探査装置、センサーを長期間にわたり駆動し続けるため、二次電池のみでの運用には限度がある。我々は電動機とのハイブリッド運用を行うことで、より長期間安定して動作することのできる小型高効率のスターリング無気式機関(AIP)を模索する。
スターリングエンジンカー模型 AUVスラスタのCFD解析
