福江研究室
福江研究室

金沢工業大学 工学部 機械工学科 流体工学分野 / 熱流体システムデザイン

Fukue Lab.

Fukue Lab.

Thermal-Fluids Systems Design & Engineering
Fluid Engineering Section
Department of Mechanical Engineering, Kanazawa Institute of Technology
PICKUP

バイオミメティクス・生物模倣による冷却技術

バイオミメティクス・生物模倣による冷却技術

生物の心臓の脈動や魚の遊泳や間欠泉といった自然界の「効率的な流れ」を工学的に翻訳．従来のファンやポンプを動かすだけでは到達できない高効率な熱流体制御デバイスを創出し，次世代の冷却システムへと応用します．
熱流体システムのための1DCAE・MBD

熱流体システムのための1DCAE・MBD

熱流体領域における，詳細設計に入る前の「構想設計」の高度化．システム全体を俯瞰したモデルベースデザイン (MBD) と1DCAEを駆使し，設計の手戻りを防ぎながら，顧客が真に喜ぶ価値（デライト）を創造．
電子機器の熱設計・サーマルマネジメント

電子機器の熱設計・サーマルマネジメント

スマートフォンから車載パワー半導体，IoT機器まで．高発熱化・高密度化する電子機器の「熱」を制します．計測・CFD・1DCAE・MBDを融合し，製品の信頼性を担保する最適な冷却構造を提案・実証します．
2026は金沢で両シンポジウム連続開催します

2026は金沢で両シンポジウム連続開催します
電子機器実装と熱制御に関する共創研究会

電子機器実装と熱制御に関する共創研究会

About "ふくえけん"：

福江研究室は，金沢工業大学 工学部 機械工学科 流体工学分野に所属する研究室です．流体工学・伝熱工学を基盤に，自然界から電子機器の冷却（熱設計・サーマルマネジメント）までを対象とした「熱流体システムデザイン研究」を推進しています．熱流体現象の本質理解と，ものづくりへの実装を両輪に，実験・熱流体解析 (CFD)・モデルベース開発 (MBD & 1DCAE) を統合的に活用しながら，設計へつながる知見と技術の創出を目指します．

Researches:

主な研究テーマは，①バイオミメティクスに基づく熱流体制御（脈動流，間欠泉，リブレットなど），②メカノエソロジー：魚の泳動作と流れ学（群形成，MPF法など），③1DCAE × デライト設計による魅力品質創出（MBD，熱流体抵抗網法など），④電子機器のサーマルマネジメント（ファン性能モデル，冷却・伝熱促進，システム熱設計，標準化など）です．
地域機関・他研究機関からもご指導いただきながら，新たな価値の共創研究を推進しています．

1DCAE:

福江研究室では1DCAEを推進しています．

Laboratory Recent Activities:

Laboratory FAQ

ふくえけんの所属はどこですか？
福江研究室は，金沢工業大学 工学部 機械工学科に所属しています．研究室はやつかほリサーチキャンパス（石川県白山市八束穂）で活動しています．
ふくえけんの「バイオミメティクス」研究の特徴は何ですか？
自然界の生物が持つ「効率的な熱流体制御メカニズム」を工学的に翻訳し，省エネ技術へ応用する研究です．単なる形状模倣にとどまらず，物理的なメカニズムを解明することを重視しています．
脈動流 (Pulsating Flow) は定常流より冷却性能が高いのですか？
条件によりますが，特に「はく離領域（流れが淀む場所）」において顕著な効果を発揮します．脈動によって渦構造を変化させ，熱がこもりやすい場所の流体を強制的に入れ替えることで，定常流よりも高い伝熱促進効果が得られることを実験と解析で示しています．
「メカノエソロジー（Mechanoethology）」の研究とは具体的に何ですか？
生物の「行動学（Ethology）」を「力学（Mechanics）」の視点で解き明かす新しい領域です．例えば，アミメハギの特殊なヒレの使い方が，実は加速度を30%向上させていることを流体力学的に証明するなど，生物の生存戦略をエンジニアリングで実証しています．
「1D-CAE」を導入すると開発現場はどう変わりますか？
「手戻り」が激減します．詳細な3D形状を作る前の「構想設計」段階で，熱や流れの性能を瞬時に計算できるためです．計算時間が数日から数秒に短縮され，開発の上流工程で設計品質を作り込む「フロントローディング」が可能になります．当研究室では，熱流体抵抗網法や熱回路網法を軸に，熱流体設計のフロントローディング実現に向けた1D-CAEの研究を進めています．
「デライト設計（Delight Design）」における熱流体視点の定量的アプローチとは？
人の感性（使い心地や嬉しさ）という定性的な価値を，物理法則（熱・流体）と結びつけて定量化する試みです．例えば，紙コップの「温かさの感じ方」を伝熱モデルで表現し，Ashbyマップなどのツールを用いて設計変数に落とし込んでいます．
パワー半導体やインバータ，EV の冷却に関する研究はありますか？
主力テーマの一つです．EV用インバータや高発熱密度デバイスを想定し，脈動流を用いた冷却促進の応用や，沸騰冷却の制御などの研究を進めています．
どのような解析ツールを使用していますか？
オープンソースソフトウェアを中心に，柔軟な解析環境を構築しています．流体解析は OpenFOAM（重合格子法による魚の遊泳解析、共役熱伝達解析など），1Dシステム解析は OpenModelica（集中定数系によるシステムシミュレーション）がメインです．その他，独自コード開発や，必要に応じた商用ツールの活用も行っています．オープンソースなので，共同研究の成果として得られる解析環境を維持・継続しやすいというメリットもあります．
産学共同研究や，熱流体シミュレーション(CFD/MBD/1DCAE) の技術相談は可能ですか？
はい，可能です．電子機器の冷却設計，バイオミメティクス応用，1DCAEの導入支援など，多くの企業様と共同研究をご一緒させて頂いております． 具体的な課題解決（実験・解析）から，設計プロセスの見直し（MBD, 1DCAE導入）まで，フェーズに合わせた連携が可能です．
学生メンバは卒業・修了後，どのような業界に進んでいますか？
「熱流体」や「エネルギ」が重要課題となる業界に進むメンバが多いです．電子・精密・半導体，自動車・輸送機，インフラ・空調・設備，建機・素材など，広範な業界に繋がります．また，学部生の７割が大学院に進学し，学会発表なども通じ（国際会議含む）熱流体エンジニアやリサーチャーとしての実力を獲得し，次のステップに進みます．学生メンバの発表の詳細は「発表業績」もご覧ください．

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