大阪大学大学院基礎工学研究科の本告遊太郎講師、村端秀樹さん（当時博士前期課程）、後藤晋教授の研究グループは、イルカが乱れた流れ（乱流）を生み出しながら速く泳げる秘密が、乱流の中に隠れた「尾びれサイズの大きな渦輪」にあることを明らかにしました。イルカは尾びれを上下に動かし、乱流を作りながら速く泳ぎます。しかし、ぐちゃぐちゃに見える乱流を眺めているだけでは、イルカが速く泳ぐ仕組みは分かりません。そこで、スーパーコンピュータ『富岳』と、最新の乱流理論に基づく解析を駆使することで、イルカの遊泳中に生じる乱流を「渦」の大きさ別に分けて可視化しました。図や可視化動画を見ると、ドーナツ状の大...

川崎重工業株式会社 橋本拓典さん（大阪大学大学院基礎工学研究科 博士後期課程）、有澤秀則さん、篠田祐司さん、大阪大学大学院基礎工学研究科 杉山和靖教授の研究グループは、高速粒子衝突における液膜の影響を明らかにしました (図1)。本研究では、衝突前後の液膜形状の変化と、反発係数 （反発前に対する反発後の粒子スピードの比） を調べました。特に、実験と数値シミュレーションを組み合わせて、気液界面の複雑な挙動と相変化（気化）が及ぼす影響を重点的に分析しました。その結果、衝突速度の増加に伴い、衝突後の液膜形状が「ブリッジ状」(図2(a))から「ドーム状」(図2(b))へと遷移することを見...

大阪大学大学院工学研究科の飯田隆人准教授は、ジャイロ式波力発電を対象に、波と浮体とジャイロの連成を考慮した、流体力学的な理論解析を行い、ジャイロ式波力発電が線形理論上は波の周波数に依らず、常に理論上の最大エネルギー回収効率を達成できることを理論的に証明しました。従来方式の浮体式波力発電は、浮体が波に同調して揺れる共振時にのみ、エネルギー回収効率が最大になることが知られていました。そのため様々な周波数の波が混在する海洋では総発電量は限られ、海上から陸上への送電コストに見合う採算性を確保することが難しいという課題がありました。今回、飯田准教授はジャイロ式波力発電に対して世界で初めて...

大阪大学大学院基礎工学研究科 河村真佑さん（博士後期課程）、杉山和靖教授（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）、東京大学大学院工学系研究科 渡村友昭講師（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）の研究グループは、動力伝達装置、冷却システム、化学攪拌機など、様々な産業分野で使われる「ローター駆動型気液二相流」におけるエネルギー損失メカニズムを詳細に解明しました。本研究では、エネルギー損失が局所的なピークを示す現象（損失最大化）(図１)に焦点を当て、実験とスーパーコンピュータ...

大阪大学レーザー科学研究所の村上匡且教授の研究グループは、レーザー核融合や高エネルギー密度物理の分野で、複数の衝撃波が段階的に収束・重なり中心で反射する現象を理論的に記述する、全く新しい枠組み――SCS（Stacked Converging Shocks）理論を確立しました。レーザーで物質を極限まで圧縮する「レーザー核融合」。その中心的課題である多段衝撃圧縮の物理過程を、世界で初めて解析的に解明しました。従来の...

大規模な誤り耐性量子コンピュータに必要となる特殊な量子状態「魔法状態」を、低コストで蒸留する「ゼロレベル...

慶應義塾大学大学院理工学研究科の阿部宝(研究当時修士課程2年)，中原行健(博士課程1年)，同大学理工学部機械工学科の高橋英俊准教授，石上玄也教授，佐野友彦専任講師，大阪大学大学院基礎工学研究科の橋口勲武(博士課程3年)，小林舜典助教，垂水竜一教授らによる研究グループは，薄い半球状のシェル構造が跳躍する仕組みを明らかにしました．近年，ソフトロボットが開発されていますが，ソフトロボットの挙動は材料特性や環境との複雑な相互作用に影響されるため，性能の予測が困難であり，経験的な設計が必要でした．本研究では，跳躍するおもちゃ(ポッピンアイ)に着想を得て，跳躍ソフトロボットの基本構造の１つである半...

大阪大学レーザー科学研究所の村上匡且教授の研究グループは、マイクロノズル構造を有する特殊ターゲットに超高強度レーザーを照射することで、ギガ電子ボルト（GeV）級という極めて高エネルギーの陽子ビームを生成する新たな加速原理「マイクロノズル加速」を発見し、スーパーコンピューターを用いた数値シミュレーションにより、その原理の実証に世界で初めて成功しました。この新技術により、従来のレーザー加速法に比べて...