ここでは，ふくえけんで取り扱う研究領域について説明します．
具体的な研究テーマは，こちらでも説明していますので，ご参照ください．
また，最新の学会発表および論文タイトルの一覧については，こちらで紹介しています．
システム思考に基づく熱流体のイノベーションを目指す
当研究室においては，システム思考に基づく「熱流体システムデザイン」を研究領域としています．
システムを構成するコンポーネントは，システムを成立させるための様々な強みを有する．
熱流体現象は，機器単体の性能を決めるだけでなく，エネルギー変換・搬送・制御・構造・材料・環境条件と結びつきながら，最終製品の性能・信頼性・安全性・省エネルギ性を規定します．したがって「熱流体」は，部品レベルの現象理解に留まらず，システムとしての設計問題として捉える必要があります．
ここでいう「システム」とは，複数の要素（コンポーネント）およびサブシステムが相互作用しながら，ある目的（性能・効率・耐久・快適性など）を実現する集合体です．例えば電車の駆動系は，集電（パンタグラフ）・配電・電力変換（インバータ）・電動機（モータ）・機械系が連動し，全体として走行性能・効率・信頼性が決まります．自然界の生物システムも同様に，複数の器官運動とセンシング（眼・側線など）が協調し，環境適応を含む目的機能を実現しています．
システムの最終性能は，要素性能の単純な足し合わせではなく，要素間の結合（接続・制御・境界条件）と相互作用によって決まります．したがって，研究としては
- システム全体の性能を引き出す 全体最適化（統合設計・全体適正設計）
- 性能を支配する要素の能力を押し上げる 要素性能最大化（現象理解・設計則化・高性能化）
の両輪が不可欠です．
さらに，長い進化の過程で淘汰を経て成立してきた自然界のシステムには，限られた環境や生息条件のもとで目的機能を実現するための合理的な「組み合わせ」と「仕組み」が内在している可能性があります．自然界のシステムメカニズムを工学的に解明し，設計知へ翻訳することは，カーボンニュートラルを含む次世代の高効率システム設計に資する有力なアプローチです．
福江研究室では，システム思考に基づき「熱流体システムデザイン研究」を次の二つの視点で推進します．
1）システム視点：全体性能を規定する設計問題として捉える
- エネルギ・熱・流れ・制御・構造の結合を前提とした統合設計
- 境界条件・運用条件・制約（コスト，安全性，信頼性）を含めた性能設計
- 上流設計（要求→仕様→構成）と設計探索（トレードオフ，感度，ロバスト性）の体系化
- 解析・実験・モデル（例：1DCAE・MBD，CFD，計測）の役割分担と統合
2）要素視点：支配因子の同定と高性能化
- 伝熱・流動・混相・脈動・噴流などの現象解明とモデル化
- 熱抵抗・圧損・冷却限界・不安定性など，設計上のボトルネックの設計則化
- 材料・接合・表面構造・流路構造など，要素技術の性能最大化
- 実機条件で再現できる試験系・評価法の構築
自然に学ぶ：バイオミメティクスの位置づけ
自然界の機能発現は「要素」よりもむしろ「システム（組み合わせと制御）」として現れることが多く，福江研究室では，機能を実現するメカニズムを解明し，設計パラメタ・設計ルールへ翻訳することで，工学システムの高効率化に接続します．
熱流体システムデザイン研究の推進における３つの柱
本研究室は，ミッション「熱流体システムデザインのフロンティアを開拓し，持続可能で感動あふれる社会の創成に貢献する」を掲げています．このミッションの実現に向け，最終製品の性能（機械としての性能に加え，環境性能を含む）を規定する「熱流体システム」を研究対象とし，「システム全体」と「動作を実現する構成要素（より小さなサブシステムを含む）およびその組み合わせ」という二つの視点から，より小さなエネルギ消費で所望の機能を実現する，ものづくりのデザインを追究します．
この目的のために，研究の起点（テーマの源泉）を以下の3点に整理し，体系的に推進します．
① 実製品の熱流体課題を捉え，本質を分析し，最適化
② 自然界の熱流体システムの謎を紐解き，次の熱流体制御へ
③ 「要素」と「全体」を繋ぎ，新たなシステムを創成する熱流体設計法の構築
なお，これら3つの柱は研究の起点（実製品 / 自然界 / 設計法）を示すものであり，いずれの柱も「システム全体」と「構成要素およびその組み合わせ」という2つの視点を往復しながら推進します．すなわち，
・ 実製品や自然界に現れる課題・機構を，システムとして捉えて全体性能の成立要因を明らかにし，
・ あわせて要素・サブシステムの支配因子を同定して設計知へ翻訳する
ことで，熱流体システムデザインの新領域を開拓します．
これら3つの柱の基盤には，「研究室の理念」で述べる3つの研究思想，すなわち「自然界の機能と進化に学ぶ」「スケールシフト学」「1DCAE（まずは定義）」があります．本研究室では，各柱に関する個別深化研究を進めると同時に，複数の柱を融合させた横断型研究を企画・推進することで，システム思考に基づく熱流体の新領域研究を開拓し，ミッションの達成につなげます．
３つの柱：システムの捉え方とそれぞれの研究に対する期待
各ページで説明していますので，是非ご一読ください．
下のバナーから各ページにリンクしています．
以上の背景のなかで推進する具体的な研究テーマ
以上の研究領域の考え方を基本として，ふくえけんでは，４つのグルーピング（バイオミメティクス，魚の泳動作，熱流体設計法，電子機器の冷却およびサーマルマネジメントの標準化）に運営上分類される研究テーマについて推進しています．
具体的な研究テーマや研究事例については，こちらで概略を紹介しています．
（個々にそれぞれの柱の説明においても貼りましたが，こちらにもリンクを貼っておきます）
また，最近の研究室メンバの学会発表等は「発表業績」にまとめてあります．
過去のPDIIIテーマ例（一部）は「研究室OBOGs」に掲載しています．ご参考まで．
※ 次年度に向けた最新のプロジェクトデザインⅢテーマ例は上記に限りません．
研究室紹介や個別見学会・懇談会で説明します（その点でも，必ず個別見学をお願いします）．
共創研究
当研究室では，これらの研究について，様々なコラボレータのみなさまのご協力・ご指導を得まして，産学・学学・産学官の共同研究として実施させて頂いています．
熱流体研究の意義とは？
ところで，熱流体システムデザインに限らず，当研究室が「熱流体研究」に拘る理由は何でしょうか？
①「目に見えないものを想像し，見えるようにする」面白さ
熱流体現象は（流体の流れは界面によって多少は目に見えるケースもありますが）目に見えないものです．この「目に見えない」現象を，理論や実験，シミュレーションなど様々な手法を使って「可視化していく」･･･ 正しく見えたときの喜びはひとしおです．こういった経験が積み上がっていくと，いずれ製品を見るだけでも，流れが「見える」ように考察できるようになる ･･･ こうなったときの達成感と、その後に製品や設計案を「見る」だけで流れを読み当てていって設計改善していける，というプロセスの実現と工程削減への貢献は，高い充実感が得られているかなと感じます．
②「エネルギを動かす最重要手段」としての流体力学の重要さ
エネルギを輸送するプロセスのなかで，何らかの形で流体によるエネルギ輸送が関与してきます．伝熱を制御するうえで，流れがあることは非常に大事で，モビリティや計算機などがわかりやすいですが，どこにも流れが関与しないシステムで十分な伝熱や冷却を実現することは極めて困難です（扇風機は偉大）．その意味で，流体力学は世の中の機械におけるエネルギ輸送やエネルギ変換を支えており，より小さいエネルギで流体を運ぶことに寄与することで，脱炭素社会への貢献にも繋がると考えています．
③「エネルギの最終形態は熱」であり，ものづくりの根幹を支える重要性
熱はエネルギの最終形態であり，脱炭素社会の実現においても熱エネルギのより効率的な制御や保存に関する研究は重要な位置づけにあります．ものづくりの根幹を支え，持続可能な社会の形成に直接影響を与えられるようなポジションの研究が出来ることは面白いところです．日本伝熱学会でも，伝熱分野におけるカーボンニュートラルへの取り組みについて様々な研究事例を紹介しており（当研究室のテーマも掲載頂いています），伝熱という分野の研究が，様々な方向で持続可能な社会の構築に寄与できることを示しているかと考えています．
④「Society 5.0 with Carbon Neutral」への貢献
特に当研究室においては，電子機器やエネルギ機器，モビリティを研究対象にしていることもあり，Society 5.0 の社会を実現する機能（生活の豊かさ）と，カーボンニュートラル（持続可能な社会の形成）の両立に，広い視点で寄与できる可能性をもった研究課題を推進出来ることは，特にこういった製品を対象に研究活動を行っているからこそ出来ることであり，大きなモチベーションになっています．
⑤ PIの事情
PIの興味が熱流体にしか向いていないから，というところかもしれません．
なぜそんなに熱流体に指向するようになったのか･･･は，研究室見学等で聞いてください．
（伝熱へ興味をもった最初のきっかけは，富山高専での卒業研究（supervised by 白川英観先生）でした．その後，最終的に現在の「熱流体システムデザイン」を指向するようになった経緯には，いくつかのターニングポイントがありまして，その結果としてこうなっています）
(Reference)
– 日本伝熱学会, “伝熱分野のカーボンニュートラルへの取り組み”, available from https://htsj-carbon.jp/initiatives/ (研究室のテーマを⑦および⑱で紹介頂いています)
