数千度の空気プラズマフリージェット
プラズマフリージェットのシュリーレン写真

高速度・高温度の流体現象を理論的・実験的に解明しています。主に、月から地球に帰還したアポロ11号の宇宙船や2010年に地球大気園に再突入し無事に地球上に小惑星のサンプルを送り届けた「はやぶさ」探査機のカプセルなどの熱防御法について研究しています。現在、従来から用いられている炭素系耐熱材料に替わる「ケイ素系耐熱材料」を提案し、その有効性や可能性について、研究を行っています。また、超高温度になると接触型の計測機器では温度を測ることができません。そこで、発光している光を分光測定し（光を波長毎に分けて強度を測定します）、そこから温度や密度などの情報を計測する研究も行っています。群馬大学独自に開発した「理論分光スペクトル」と実験分光スペクトルの比較から、発光している光、つまり気体などの温度を求めることができます。そのための理論分光スペクトルの構築も研究対象です。

准教授 舩津 賢人 FUNATSU masato
研究キーワード 高速高温流体力学（極超音速反応性流体力学），宇宙飛翔体の熱防御技術，分光法によるプラズマ診断，航空宇宙工学，船舶海洋工学，大深度地下空間創出，数値流体力学（CFD）
研究分野 プラズマ学流体工学航空宇宙工学船舶海洋工学応用物理工学
主な研究テーマ
  • 高速高温流体力学（極超音速反応性流体力学），数値流体力学
  • 宇宙飛翔体の熱防御技術，プラズマを利用した超高温耐熱試験
  • 分光法による発光体の定量・定性分析
研究概要

高速度・高温度の流体現象を理論的・実験的に解明しています。主に，小惑星から地球に帰還する「はやぶさ／はやぶさ２」カプセルのような宇宙船の熱防御法について研究しています。現在，炭化ケイ素（SiC）や樹脂含浸多孔質炭素を耐熱材料として提案し，その有効性について，研究を行っています。また，超高温度になると接触型の計測機器では温度を測ることができません。そこで，発光している光を測定し，そこから温度や密度などの情報を計測する研究も行っています。もちろん，一般的な流体工学，流体機械，数値流体力学（CFD）に関係する研究も行っています。最近では，フロンティア（未踏）理工学，特に航空宇宙工学に加え，船舶海洋工学や大深度地下空間創出に関する研究にも取り組んでいます。
提供できる技術 ・応用分野

流体工学全般（特に高速高温流体力学，数値流体力学（CFD）），宇宙飛翔体の熱防御技術，分光法による発光体の定量・定性分析，プラズマを利用した各種材料の超高温耐熱試験，衝撃波管を利用した各種試験，ファインバブルを利用した各種試験
主要な所属学会

日本航空宇宙学会，日本機械学会，日本マリンエンジニアリング学会，米国航空宇宙学会（AIAA），国際衝撃波学会（ISWI）
論文
  • “Heating Experiments of Resin-impregnated Porous-carbon Materials under High Heating-rate Conditions,” Journal of Evolving Space Activities, Vol. 2, No. 144, 1-6, 2024.
  • “Ablation Experiments of Porous Carbon-based Heat-resistant Materials in High-enthalpy Air Plasma Freejets,” Journal of Evolving Space Activities, Vol.1, No.93, 1-6, 2023.
  • “Spectroscopic Measurements of Microwave-discharged CO2 Plasma for Mars Entry Conditions,” Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan, Vol.18, No.5, 209-215, 2020.
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