東北大学流体科学研究所
Institute of Fluid Science, Tohoku University2021

世界最高水準の「流れ」の研究・教育により社会に貢献します。
東北大学流体科学研究所 所長

丸田薫

流体科学の基礎および応用研究と、強みである産学連携を通じた社会実装により、持続可能な開発目標（SDGs）達成に貢献します。

Past：

全てはキャビテーション研究から始まったルCOEの各プログラムに採択されるなど、流体科学分野の国際的な研究拠点として研究・教育活動を推進してきました。2010年からは、流体科学分野の共同利用・共同研究拠点に認定され、国内外の共同研究活動を推進しています。

流体科学研究所の前身は、1943年（昭和18年）に設立された高速力学研究所です。設立の目的
Present：
は、船舶等の高速化のための翼まわりの流れにスーパーコンピュータや生じる空洞現象(キャビテーション)の研究でした。当時、日本初のジェット戦闘機橘花の誕生に世界的実験設備を備えた最先端研究所も貢献しました。戦後、高速力学研究所は、発電
2018年、流体科学研究所は附属リヨンセンター
所の水車やタービン、船舶用プロペラ、航空機エンジン等、産業用流体機械の高性能化を研究 （材料・流体科学融合拠点）を新設、共同研究部門が継続となり「先端車輌基盤技術研究（ケーヒ面から支援し、我が国の高度成長に貢献しましン）Ⅱ」が設置されました。現在、流動創成研究た。1980年代には、研究対象も産業機械に関部門、複雑流動研究部門、ナノ流動研究部門、共連した流れから、高温・高圧・超高速の極限的な流れ、分子レベルの流れ、化学反応を伴う流れ、 同研究部門の4研究部門と、附属未到エネルギー研究センターと附属リヨンセンターの2センター
生体内の流れなど、研究は多方面に広がってきの下に、32の研究分野を持つ世界最先端の流体ました。この過程で、1989年（平成元年)に高科学研究拠点となっています。流動創成研究部
速力学研究所は流体科学研究所に改組されました。その後、1998年、流体科学研究所は、極限流、 門では新たな流動機能の創成に関する研究、複雑流動研究部門では複雑な流動現象の解明に関知能流システム、ミクロ熱流動、複雑系流動の4する研究、ナノ流動研究部門ではナノスケール研究部門と附属衝撃波研究センターの体制に改の流動現象の解明に関する研究、共同研究部門組され、2003年には衝撃波研究センターを改組して流体融合研究センターが設置されました。 では株式会社ケーヒンと共同で「先端車輌基盤技術」に関する研究、附属未到エネルギー研究セ
2013年には、本研究所における異分野研究連ンターでは流体科学における研究の連携により携を一層活性化するとともに、エネルギー問題有効な変換が困難なエネルギーの活用に関するの解決に貢献するため、3研究部門、１附属研究研究、リヨンセンターでは材料科学と流体科学のセンターの体制へ改組し、2015年には共同研
究 部 門 が 設 置 さ れ まし た。ま た 所 内 措 置 で、 融合研究を行います。また、未来流体情報創造センターでは、2018年にスーパーコンピュータ1999年に未来流体情報創造センター、2013が更新され、流れの大規模シミュレーションや計年に次世代流動実験研究センター、2015年に測融合シミュレーション、可視化技術などの最先国際研究教育センター、2017年に航空機計算端研究が行われます。次世代流動実験研究セン科学センターを設置しております。流体科学研
ターでは、低乱熱伝達風洞や磁力支持天秤、衝究所は、COE拠点形成、21世紀COE、グローバ

撃波関連実験設備をはじめ、世界的な実験設備を駆使して研究を推進しています。国際研究教育センターでは、2001年より毎年主催している国際シンポジウムを継続して開催するとともに、国際共同研究ネットワークによる流体科学分野の国際研究教育拠点としての活動を展開しています。航空機計算科学センターでは、2018年設置の高等研究機構新領域創成部マルチフィジッ
クスデザイン研究分野と連携し、我が国の航空産業の学術的支援を強力に推進しています。

Future：世界の研究者が集う流体科学分野の世界拠点の形成
流 体 科 学 研 究 所 で は、2015 年 4 月、VISION2030を策定いたしました。これまで蓄積してきた研究や技術、国際ネットワークを礎とし、世界の研究者が集う流体科学における世界拠点の形成を2030年までに実現し、流体科学における学術基盤や熱流体計測・解析技術の継承・発展に加え、安全・安心・健康な社会の実現、快適で豊かな社会の実現を目指します。流体科学研究所の各教員は、「環境・エネルギー」、「人・物質マルチスケール
モビリティ」、「健康・福祉・医療」の3研究クラスターに自由に参加し、最先端の研究成果を組織横断的に応用して、社会の直面する課題解決に貢献していきます。また、リヨンセンターの活動を通じて、新たな国際研究教育の展開を図ります。本研究所は、社会の要請に応え、人の成長を育むとともに、「流れ」の科学に新しい風を起こしてまいります。

組織図（研究部門と研究分野）【流動創成研究部門】

Creative Flow Research Division

流動創成研究部門は、科学技術イノベーションを志向した、流体の物性や流体システムにおける流動下での新たな機能の創成とその応用に関する研究を行うことを目的とします。電磁流体、生体流動、航空宇宙における流れの解明と新機能創成を通じ、学術の発展ならびに革新的技術の確立に貢献します。
■ 電磁場による流動下での新たな機能創成■ 次世代知的流体制御デバイス・システムの創成■ 計測融合シミュレーションによる医療工学研究■ 生体器官内の流動ダイナミクスの解明■ 航空宇宙システムの革新、安全、ものづくりの研究 ■ 次世代宇宙機の革新的熱・流体制御システムの創成■ 自然と調和するエネルギーシステムの設計■ 流体機械システムの最適化、強靭化、知的化【複雑流動研究部門】

Complex Flow Research Division

複雑流動研究部門は、流体科学の基盤となる、幅広い時空間スケールの多様な物理・化学過程が関わる複雑な流動現象の解明とその応用に関する研究を行うことを目的とします。燃焼反応流、複雑系熱・物質移動、キャビテーション、衝撃波、乱流などの熱と物質流動現象の普遍原理の解明および数理モデル構築を通じ、学術の発展ならびに革新的技術の創成を推進します。
■

高速反応流の基礎現象解明と予測制御技術の高度化■

マルチスケールにおける複雑系熱・物質移動現象の解明と制御■

キャビテーションによる複雑流動現象の解明と流体機械システムの高度化■

固気液媒体中の衝撃波複雑伝播挙動の解明と学際的応用研究■

大規模数値解析による流体力学の普遍的・汎用的原理の発見と現象解明【ナノ流動研究部門】

Nanoscale Flow Research Division

ナノ流動研究部門は、熱流体に関わるナノ・マイクロスケールの現象や物性に関わる基礎科学の展開や新分野創成を目的とします。電子・分子スケールの物質・運動量・エネルギー輸送メカニズムの解明や生体およびデバイス内におけるナノスケール流れの特性の発見を通じ、学術の深化・発展ならびに革新的ナノ熱流体デバイスや医療技術の創成を推進します。
■ 強い非平衡状態にある気体流れの物理現象と輸送現象の解明と応用 ■ ナノスケール流動現象・界面現象の解明と応用■ 流体分子の量子性が影響する流動現象の解明と応用■ プラズマ流と生体環境に関わる現象解明とプラズマ医療への応用■ 分子スケールの物理現象が支配する大規模複合系における輸送現象の解明と応用■ 革新的流動デバイスや流体の創成と応用（客員）【共同研究部門】

Collaborative Research Division

共同研究部門は、日立Astemo株式会社と共同で「先端車輌基盤技術」に関する研究を行います。第一期（2015年4月〜）第二期（2018年4月〜）に続き、第三期として、低炭素社会の実現に向けた将来の車輌電動化に対し、モータを駆動する次世代インバータの超小型・軽量・高出力として期待される基盤技術の研究を推進いたします。このような次世代技術の研究をもとにした共同研究を実施することにより、環境性能に優れた魅力ある製品開発に直結した新しい価値創出を目指します。
■ 次世代インバータ向け新たな冷却システム構築と要素技術研究 ■ レーザー溶融接合技術の数値解明■ はんだボイド発生予測技術の解明■ 新冷却技術、レーザー溶融技術の最適化手法の構築【未到エネルギー研究センター】

Innovative Energy Research Center

未到エネルギー研究センターは、流体科学における多様なエネルギー研究の連携により、基盤エネルギーおよび新エネルギー分野において、高効率で無駄の無い革新的なエネルギー利用体系を実現するため、従来有効なエネルギー変換が困難であった未到エネルギーの変換やエネルギー貯蔵、輸送、および保全に関する研究を行います。
■ 知的ナノプロセスを用いた革新的グリーンナノデバイスの研究 ■ 地球環境問題とエネルギー問題の解決を目指した地殻の高度利用■ 高エクセルギー効率燃焼による高効率なエネルギー利用体系の構築 ■ センシング技術、材料評価技術等を用いた保全の最適化■ 環境調和型エネルギーシステムの創成■ エネルギー問題の解決に寄与する科学技術エネルギー政策（客員）■ 先端的な未到エネルギー関連工学に関する研究（外国人客員） ■ ナノ流動現象の解析・制御による次世代電池システムの理論設計【 リ ヨ ン セ ン タ ー （ 材 料 ・ 流 体 科 学 融 合 拠 点 ）】Lyon Center（LyC）

リヨンセンターは、フランス・リヨン大学 (INSA Lyon, École Centrale de Lyon) に教員と学生が滞在し、国際共同研究を推進します。特に、材料科学と流体科学の融合分野におけるリヨン大学との連携研究により、安全・安心・健康な社会の実現に寄与する工学領域を開拓・推進します。
■ 流動システムの知的センシングと評価に関する研究■ 情報処理流体力学と材料分析との融合による知的材料流体システムの設計■ 時空間マルチスケールにおける流動ダイナミクスの解明

大谷清伸 特任准教授【 次 世 代 流 動 実 験 研 究 セ ン タ ー 】 小西康郁 シニアフェロー【航空機計算科学センター】【未来流体情報創造センター】【国際研究教育センター】

Advanced Flow Experimental Research Center（AFX）
Aircraft Computational Science Center（ACS）
Advanced Fluid Information Research Center（A F I ）Global Collaborative Research and Education Center（GCORE）

（教授）

（准教授）
高奈秀匡

（助教）

【電磁機能流動研究分野】

小原拓＊【知能流体制御システム研究分野】

丸田薫＊【融合計算医工学研究分野】

太田信＊

船本健一

【生体流動ダイナミクス研究分野】

太田信

小助川博之＊＊【航空宇宙流体工学研究分野】

大林茂

焼野藍子

【宇宙熱流体システム研究分野】

永井大樹

藤田昂志

【自然構造デザイン研究分野】

伊藤高敏＊

鈴木杏奈

【流動データ科学研究分野】

大林茂＊

下山幸治

【高速反応流研究分野】

小林秀昭
古谷博秀（客員）早川晃弘【伝熱制御研究分野】

小宮敦樹【先進流体機械システム研究分野】

伊賀由佳

岡島淳之介

【複雑衝撃波研究分野】

永井大樹＊

大谷清伸＊

【計算流体物理研究分野】

服部裕司

廣田

【非平衡分子気体流研究分野】

小原拓＊【分子熱流動研究分野】

小原拓【量子ナノ流動システム研究分野】

徳増崇【生体ナノ反応流研究分野】

佐藤岳彦【分子複合系流動研究分野】

小原【ナノ流動応用研究分野】（客員）【共同研究部門（先端車輌基盤技術研究（日立Astemo）Ⅲ）】

石本【グリーンナノテクノロジー研究分野】

寒川誠二

大堀大介

【地殻環境エネルギー研究分野】

伊藤高敏

椋平祐輔

【エネルギー動態研究分野】

丸田【システムエネルギー保全研究分野】

内一哲哉＊【混相流動エネルギー研究分野】

石本【エネルギー科学技術研究分野】

客員【先端エネルギー工学研究分野】

外国人客員【次世代電池ナノ流動制御研究分野】

徳増【流動システム評価研究分野】

内一哲哉【先進材料・流体設計研究分野】

Jean-Yves Cavaillé(客員)湯瀬かおり＊＊
Lucile Joly-Pottuz＊＊
Carole Frindel＊＊【流動ダイナミクス研究分野】

太田 信＊
小宮敦樹＊

高奈秀匡＊

【高等研究機構新領域創成部
マルチフィジックスデザイン研究分野】

拓＊

安西＊ 兼務＊＊ クロスアポイントメント

眸Sophie Colson
神田雄貴
Yingxue Hu

真SURBLYS Donatas
松原裕樹

Siwei Liu
菊川豪太

淳＊薫中村寿

森井雄飛

三木寛之淳

大島逸平崇＊
武田翔

焼野藍子＊
Sophie Colson＊

Multi-Physics Design Laboratory, Division for the Establishment of Frontier Sciences of the Organization for Advanced Studies

大林 茂＊
岡部朋永（工学研究科）＊

松崎亮介（客員）阿部圭晃

○常勤職員数（令和3年11月1日）
教授

准教授

15（1）

助教

14（4）

（単位：人）

特任教授

13（2）

特任准教授 特任助教

1（0）

3（0）

事務職員

4（1）

技術職員

9（3）

限定正職員 合計13（0）9（8） 81（19）※( )内は内数で女性を示す○学生数（令和3年5月1日）
B3

B4
3（0）

（単位：人）M1
38（6）M256（4）

D1

D268（5）16（2）D316（1）合計14（1）211（19）※( )内は内数で女性を示す○経費（令和2年度）
運営費交付金
人件費(単位：百万円）（間接経費含む）

1,663 外部資金
物件費

663

科学研究費

1,000679
受託研究費

160

共同研究費

366

受託事業費

117

補助金

奨学寄付金

18

513

○論文発表（令和2年）
オリジナル論文（英語）164

オリジナル論文（英語以外）

国際会議での発表
9

国内会議での発表

303

合計

256732○建物
建物延べ面積 13,167m2

東北大学流体科学研究所 〒980-8577 宮城県仙台市青葉区片平2-1-1
Institute of Fluid Science, Tohoku University

2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577

TEL：022-217-5302 / FAX：022-217-5311 http://www.ifs.tohoku.ac.jp

Sen boku LNam

鉄南
地下 ya
市営仙台dai Subwine.
北線

青葉通一番町駅

Aoba-dori Ichibancho sta.

Su台駅
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地下ySbwa

西線 ine.
鉄東 ai LSendaiz

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仙台 ai SndKa

国際Inteセンrnat

東北大学川内地区
Tohoku University
Kawauchi Campus

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大町西公園駅

Omachi Nishi-Koen sta.

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青葉山駅

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仙台空港より仙台駅まで電車25分 仙台駅より徒歩20分
25 mins. by train from Sendai airport to Sendai station.
20 mins. walk from Sendai station to IFS.

2021.11