工学部（１）機械システム工学科（１８講義）
講義タイトル及び概要

講義番号「音の壁・熱の壁－衝撃波の研究とその応用－」

講 師

専門分野

坂村 芳孝
（教授）

高温気体力学

中川 慎二
（教授）

流体工学

宮本 泰行
（教授）

熱工学

杉岡 健一
（准教授）

流体力学

超音速旅客機やスペースシャトルの実現のため、人類は「音の壁」・「熱の壁」と呼ばれる技術的課題を克服する
機－1

必要がありました。いずれも空気中に発生する「衝撃波」と深く関連しています。衝撃波がなぜ発生し、どのような性質をもっているのか、上述した難問をどのようにして克服することができたのか、などについて講義します。
「変化球の秘密を科学する（身近な流体力学）」
カーブ、シュート、フォークなど野球のボールは、投手の投げ方次第で様々に変化しますが、その秘密に流体力機－2学の立場から迫ります。

「私たちの生活を支えるエネルギー変換技術」

熱力学

私たちの生活を支えるエネルギーの 8 割は熱から始まっており、そのほとんどが、化石燃料で賄われている。
2050 年にカーボンニュートラルを実現するためには、脱化石燃料に貢献する再生可能エネルギー、ヒートポン機－3プ、および CCUS（CO2 資源化や関連する水素利用技術）に関する技術開発やその社会実装が、不可欠である。そこで本講演では、こうした最先端のエネルギー変換技術や、本学で実施中の最先端の研究などにスポットを当てながら、大学における学問の重要性や、学問と私たちの生活との関係などについて、議論したいと考えている。
「数値シミュレーションをする。そして何をするのか？」
現在いろいろな場面に対して数値シミュレーションが行われています。その中で、その結果をどのように使う機－4か、そのためにはどのような数値シミュレーションをするかを、研究結果をまじえて、講義します。

「電気自動車、スマホなどの進化を支える熱の技術」

畠山 友行
（准教授）

熱流体工学

大嶋 元啓
（講師）

噴霧・燃焼工学

木伏 理沙子
（講師）

伝熱工学

堀川 教世
（教授）

材料力学

木下 貴博
（准教授）

材料力学

皆さんが普段利用しているスマートフォン、タブレット端末、パソコンなど、電気によって動作するものを電子機器と言います。最近は、自動車内部にも多くの電子機
機－5器が利用されています。
電子機器は、使っていると熱くなります。しかし、電子機器は高温に弱いため、冷却する必要があります。電子機器内部で起こっている熱の移動と冷却方法を、熱流体工学の観点から迫ります。
「エンジンの中を見てみませんか？」

熱工学

エネルギーの有効利用、環境負荷が小さいことから自動車の動力源としてエンジンが見直されてきています。エ機－6ンジンの中で何が起こっているのかを構造の解説とエンジン内の動画を交えつつ解説していきます。

「伝熱工学は省エネ化にどう役立つ？」
皆さんの身近にある便利なエアコン・給湯器・自動車などを利用するためには、エネルギーが必要です。エネル
機－7

ギー源の枯渇が心配される現代であっても便利な機器を利用し続けるための省エネ技術について、伝熱工学の観点からお話しします。

「金属は疲労する～機械の破壊事故の 7～8 割は、疲労が原因～」
針金をペンチを使わないで切断したいとき、針金を繰り
機－8返し折り曲げた経験はありませんか。本講義では金属疲労の仕組みや機械設計における金属疲労の重要性についてお話しします。

「コンピュータシミュレーションで原子の動きを見てみよう」
原子は物質を構成する最小の単位で、私たちの見ることのできないくらい小さなサイズです。原子系のシミュレ
機－9ーションを用いて、材料が変形したり、構造を変化させたりするときの原子の動きを見てみましょう。

「機械の中の摩擦のおはなし」

宮島 敏郎

トライボロジー

（准教授）

設計工学

山田 周歩
（講師）

設計工学

機械をスムーズに動かすために、油を塗ったり、入れたりされていますね。一方で、機械の動きを止めるため
機－10に、材料と材料の摩擦を使ったブレーキが使われていますね。このような身近な機械（乗り物など）に使われている摩擦現象についておはなしします。

「なぜその製品を作るのか？を考える」

機-11

概念設計支援みなさまの身の回りには自動車、スマートフォン、洗濯ライフサイクル機のような多種多様な製品が存在しますが、これらの製工学品が持つ機能や形状はどのようにして決まるのでしょうか？本講義では、製品開発のスタート地点である顧客の要求から、製品の機能や形状を決めていくプロセス、それを支援する手法について考えていきます。

「金属の中を覗いてみると･･･？
－微細組織制御による金属の高強度化－」

鈴木 真由美
（教授）

金属材料学
材料強度学
構造材料

金属の中には「組織」と呼ばれる細かい模様があります
機－12が、これを様々な方法で変化させることで、金属の強度は複雑に変化します。金属組織をコントロールし、望みの性能の材料を得るための方法・技術について説明します。
「極低温にさらされる材料の話」

真田 和昭
（教授）

複合材料工学棚橋 満（教授）

材料物理化学

極低温とは絶対零度（マイナス 273 度）近くの大変低い温度のことですが、こうした温度では、材料は、伸び機－13たり縮んだりする能力を失ったり、電気を良く通すようになったりと、普段みられない性質を示すようになります。極低温にさらされる材料の性質と開発・応用状況についてお話します。
「“1+1>2”なる複合材料の可能性」
複合材料とは、異なる複数の材料を組み合わせて互いの材料の弱点を補うことで元の材料よりも優れた機能を発機－14揮させるもので、航空機や風力発電、自動車等の軽量化構造材料として多くの産業分野で用いられています。本
講義では、高分子材料系の複合材料を中心に、大学での研究・開発の様子について紹介します。

複合材料工学

「粉末から創る機械材料・機械部品」

日比野 敦
（准教授）

ﾏﾃﾘｱﾙｴｺﾌﾟﾛｾｽ

伊藤 勉
（准教授）

材料物理学

材料を切ったり削ったりして、加工するのではなく、金属やセラミックスの粉を型に入れて押し固め、熱を加え機－15ることによって部品などを作る技術を粉末冶金と言います。特に環境調和の観点から、自動車部品、電子部品、航空機部品、家電部品など本技術の利用が増えています。精密な加工を可能にするこの技術について講義します。
「モノの強さの秘密！（結晶性金属材料を例に）」

機－16

材料強度物性

例えば、アルミホイルの素であるアルミニウム（Al）、

学

自動車に使われる鋼板（Fe）、携帯ゲーム機に使われる接合科学

ハンダ（Sn）にも人間の個性のように個々の強さがあります。その秘密は、原子同士を繋ぐ強さ（原子間結合）であったり、肉眼では見えないヒモ状の欠陥であったり。このようなモノの強さの秘密を知ってみませんか？
「自然に学ぶものづくり」

遠藤 洋史
（准教授）

高分子材料

納所 泰華
（助教）

複合材料工学

ｺﾛｲﾄﾞ界面科学

自然・生物界に見られる様々なかたちや紋様はどのように成り立ち、我々はそれらから何を学ぶことができ、産機－17み出せるのだろうか？生物のかたちや動きに着目した製品開発について紹介します。

「自ら傷を治す材料の開発」
人間や動物、植物等の生物は、生まれながらにして自ら傷を治す機能を持っています。本講義では、このような機－18生物が持つ自己修復機能を航空機や自動車等の人工的な構造物に持たせるために国内外で行われている取り組みを紹介し、自ら傷を治す材料の開発についてお話します。