机械工程系

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支持所有行业
机械技术专业

 我想你已经知道,我们日常使用的所有东西都是通过机械工程的发展而创造的。例如,子弹头列车、机器人、汽车、飞机、燃气轮机、工业机械、家用电器、工厂、摩天大楼等。可以说,几乎所有有形的人工制品都属于这一类,从日常家居用品到大型火箭和空间站。然而,人类无限的欲望有时会导致缺乏与自然和谐相处的考虑,从而出现威胁人类生命的情况。一个明显的例子就是最近的热门话题全球变暖。当谈论机械工程的未来时,我们不能忽视与自然的和谐。表面上隐藏着各种各样的主题,不仅包括材料和机器的智能化、系统化和适应性,还包括对福利和医疗、有效利用能源和环境保护的贡献。机械工程领域仍然存在许多技术挑战,例如100%可回收的材料和机器、全自动驾驶汽车以及可以在本地输送药物和辐射的微型机器。
 本专业课程设置均衡,包括材料力学、热/流体工程、机械力学/自动控制、设计工程、机械数学五个领域的讲座,以及考察前沿领域科技进展的研讨会、练习与实验、硕士论文研究,努力培养和培养应对社会所需的前沿研究的能力。在硕士论文研究中,学生在小组的精心指导下,以个人为基础进行独立研究,追求与尖端科学技术相关的研究主题。该系的另一个特点是我们鼓励学生在各种专业会议上展示他们的活动和研究成果。

概览图
  • 机械工程系的特色1

    您可以自由选择
    多样前沿的讲座主题

    讲座科目包括“材料/结构力学”、“流体工程与热能工程”、“机械动力学与自动控制”、“设计工程”、“机械数学”五个领域。内容丰富、前沿。我们实行全面选修制,尊重学生独立的学术选择。

  • 机械工程系的特色2

    每个人
    从事前沿研究

    本系实验室在先进材料的变形与破坏、流动预测与控制、医疗福利支撑技术、纳米与宏观表面技术、车辆控制技术、超精密机械部件技术等领域开展实用前沿研究。学生选择他们想要的研究主题并追求他们的个人研究主题。

  • 机械工程系的特色3

    在学术会议演讲中
    培养实用技能

    根据您的研究进展,我们建议您在国内和国际会议上展示您的研究成果。学生可以通过进行研究以准备在学术会议上的演讲来提高他们的研究管理和演讲技巧。

研究指导/
实验室介绍
研究生研究和实验室

■材料/结构力学
新井实验室/井上实验室/牛岛实验室
■热/流体工程
石川实验室/后田实验室/本助实验室/山本实验室
■智能机器/机械
小林实验室/桥本实验室/林实验室
■设计/制造方法
佐佐木实验室/宫武实验室
■新井实验室

[专业] 弹性力学、塑性力学、断裂力学、损伤力学、界面力学 [导师] Masayuki Arai 教授 [关键词] 结构分析、损伤控制工程、形状修复技术、自然灾害
[主题示例] ❶开发基于裂纹扩展抑制和控制的维护系统 ❷开发机械结构寿命管理系统 ❸开发燃气轮机燃烧系统损伤预测技术

在我们的实验室中,我们正在开发新材料技术,以使有限的资源在未来可持续发展并与自然灾害共存。例如,开发新的涂层和冷却技术来保护叶片,以实现节省化石燃料的高效燃气轮机,开发受损机械部件的新修复技术,以及开发机械结构的损坏评估技术以应对自然灾害。由于这些项目是与行业和公共研究机构合作开展的,我们的学生有机会与社会互动。当然,你将在国内和国际上展示你的研究成果,所以你的研究和演讲技巧也会得到提高。

■石川实验室

[专业]流体工程 [导师]石川仁教授 [关键词]流动控制、湍流、非定常流
[示例主题] ❶ 流动控制 ❷ 湍流中涡结构的研究 ❸ 非定常流的研究

在我们的实验室中,我们研究所谓的“流体”(例如水和空气)的行为。我们通过使用风洞、水道和海流计等设备进行实验,并使用计算机进行数值计算,研究水如何流经管道以及空气对飞机和汽车产生的阻力有多大。如果阻力减少,燃料消耗和气体排放量就可以减少,因此我们也在尝试创建主动控制,通过修改物体的形状并积极利用其他设备产生的射流和涡流来减少阻力。此外,称为“湍流”的流体扰动的结构是未知的,因此很难预测其行为。我们的目标是通过关注涡流结构和湍流的不稳定性来阐明湍流。

■井上实验室

[专业] 材料强度科学、复合材料工程 [导师] 讲师 Ryo Inoue [关键词] 先进复合材料、可靠性分析、光学应用测量
[主题示例] ❶ 耐热复合材料和涂层的开发及可靠性评价 ❷ 高温下三维变形测量方法的开发 ❸ 接合、粘合和焊接技术的开发

材料技术的发展对于使机器和结构更轻、更实用、更可靠至关重要。我们的实验室旨在利用复合材料和多材料技术创造出超越传统性能的材料和零件。我们还正在开发分析技术和新测量技术等基本技术,以了解材料损坏/破坏现象。这些研究是与国内外研究机构和私营公司合作进行的。

■牛岛实验室

[专业] 材料力学(弹性力学、塑性力学) [导师] Kuniharu Ushijima 教授 [关键词] 数值弹性力学、数值弹塑性力学
[主题示例]❶纺织结构大变形行为研究❷微晶格结构吸能特性研究❸填充膨胀泡沫的薄壁圆柱构件轴向塌陷特性研究

数论是对整数性质和方程整数解的研究。这是一个非常有趣的领域,问题本身很容易理解,但解决它们往往需要非常深入和复杂的理论。数论有很多种类型,但我们实验室主要研究代数数论。代数数论是使用代数、几何和分析等各种技术对构成多项式根的数字进行研究。

■五户田实验室

[专业] 非线性动力学、数学信息科学、网络科学、燃烧工程 [导师] Hiroshi Gotoda 教授 [关键词] 燃气轮机/火箭发动机、燃烧控制、复杂网络系统
[示例主题] ❶利用复杂网络和机器学习基本阐明燃烧现象 ❷检测航空火箭发动机燃料室中燃烧振荡的迹象 ❸基本阐明反应扩散系统的有序/无序结构

反应热流体是一种非线性现象,其中流动、热/材料扩散和化学反应相互作用,其强烈的非线性产生了复杂的动力学。我们实验室正在将近年来取得显着进展的复杂系统科学的理论和数学信息技术应用于热能领域新的研究方法的发展,并试图建立处理反应系统热流体非线性问题的方法。例如,在开发用于发电的环保燃气涡轮发动机时,一个问题是高度非线性的燃烧振荡。燃烧振动会导致发动机损坏或缩短发动机的使用寿命,因此我们的目标是从复杂系统科学的角度检测此类振动的迹象,并将其控制到最佳燃烧条件。我室积极与国内外研究机构开展联合研究。

■小林实验室

[专业]智能机械系统 [导师]小林博教授 [关键词]机器人、机电一体化、医疗福利、智能图像处理
[主题示例] ❶开发可穿戴式肌肉力量辅助装置:Muscle Suit® ❷开发任何人都可以行走的主动步行器 ❸开发不使用电力的 SCARA 型升降机 ❹开发火车轮椅进入装置 ❺开发吞咽机器人

在我们的实验室里,我们追求的是真正有用的机器人技术。我们主要致力于开发Muscle Suit®等可穿戴式肌肉力量辅助设备、医疗福利设备的开发以及实用的图像处理技术,目的是开发出能让人们在有生之年能够独立生活的设备。我们独立进行其他研究机构没有开展的独特研究,拥有与企业竞争的理念和技术能力,并与多家企业实现联合研发和实际应用。 2013年,我们成立了风险投资公司Innophys Co, Ltd,并向全球发布了许多产品。 2019年11月,我们发布了Muscle Suit Every,其重量不到4公斤,价格不到15万日元,自2014年发布以来,截至2020年12月,累计出货量已超过16,000台。我们将继续利用我们实验室的独特概念和技术,进行面向实际应用的研发。

■佐佐木研究所

[专业]机械元件、设计、表面工程[导师]佐佐木伸也教授[关键词]摩擦学
[示例主题] ❶界面纳米和微观机械性能的测量技术❷使用3D打印机等的功能表面创建技术❸阐明润滑机制和使用离子液体的极端环境润滑技术等

由于全球环境问题,迫切需要开发和传播对环境影响较小的技术。在该实验室,我们针对摩擦、磨损和润滑现象进行摩擦学研究,旨在提高工业机械、运输机械等的能源效率、性能和可靠性。基于考虑到从材料到产品和回收利用的低环境影响设计技术,我们正在开发实现这一目标所需的新机械材料和评估技术。作为这项工作的一部分,我们正在研究使用植物油和水的环保润滑系统,评估离子液体等新型润滑剂,以及使用激光和金属 3D 打印机的表面改性技术。

■桥本实验室

[专业]智能力学/机械系统 [导师]桥本卓也 讲师 [关键词]机器人、生物力学
[主题示例]❶吞咽功能评估的肌肉骨骼模型开发❷人机协作力量训练系统开发❸人机交互(HRI)研究

随着社会少子化、人口老龄化,医疗、社会福利领域提出了各种问题,希望通过科学技术来解决一些问题。在这个实验室中,我们基于人类的理解,对通过与人类合作来支持人类生命的机械系统进行研究。例如,作为理解人体运动的技术,我们正在致力于基于身体建模来阐明吞咽运动机制。我们还在研究一种根据个体特征实现最佳负荷调整的力量训练系统,作为支持人类锻炼同时与人类合作的技术。这些研究是与医院、其他大学和其他研究实验室合作进行的。

■林实验室

[专业]机械动力学与控制 [导师]林龙三副教授 [关键词]车辆控制、主动安全系统
[示例主题] ❶使用小型电动汽车的自动避障系统的研究 ❷预测行人事故风险的车辆驾驶支持系统的研究 ❸使用电磁悬架的车辆的振动控制

现代车辆不仅要求具有速度等性能,而且还要求用户友好和安全。我们的实验室以两个学科为基础:“机械力学”,研究机器和身体的动力学;“控制工程”,以机电一体化为基础,旨在实现目标性能。我们基于社会需求进行研究,旨在实现对地球和人类友好的车辆运输。最近,我们的研究重点是开发下一代交通系统的技术,例如减少交通事故的车辆控制技术和用于生态驾驶技术的人机界面设备。

■宫武实验室

[专业] 精密工程 [导师] 宫武正明副教授 [关键词] 机械元件、润滑、精密机构
[主题示例]❶超高速旋转、超小型流体润滑轴承❷可控制纳米量级物体位置的超精密轴承❸非接触移动物体的搬运技术

世界上有各种各样的机器,例如汽车和家用电器,这些机器需要执行各种运动才能执行其功能。轴承是指支撑机器运动部件并保证机器平稳运动的零件的总称。我们实验室主要研究流体润滑轴承,它可以利用空气、水、油等非接触地支撑物体,从而实现高运动精度。这些轴承我们无法直接看到,但它们在机器的核心中发挥着重要作用,例如激光打印机和汽车发动机轴承。我们的实验室正在尝试通过制造新轴承来显着提高机器的性能。

■本助实验室

[专业]热流体工程[导师]Masahiro Motosuke教授[关键词]热流控制、光学测量、微流体、微纳器件
[示例主题] ❶ ICT 医疗保健设备的开发 ❷ 微观空间中颗粒、气泡和液滴的控制 ❸ 使用 3D 血管模型进行血流分析 ❹ 纳米颗粒的检测、浓缩和过滤 ❺ 微界面流动的控制和测量

个人/社会 QOL(生活质量)

■山本实验室

[专业]流体工程[导师]Makoto Yamamoto教授[关键词]计算流体工程
[示例主题] ❶ 喷气发动机结冰现象的计算机模拟 ❷ 喷气发动机沙蚀现象的数值预测

水和空气等流体不仅丰富我们的生活,而且在支持我们舒适的生活方面发挥着重要作用。有多种机器涉及流体,从飞机、汽车到家用电器。我们实验室以流体工程学为基础进行研究,目的是通过计算机模拟阐明各种机器的流动,为开发环保和丰富人类生活的机器提供指导。最近,我一直在积极研究和开发多物理流体现象的计算机模拟方法,其中各种物理现象以复杂的方式相互作用,并致力于将开发的方法应用到工业中。我们还进行研究,利用计算机模拟分析血管系统的各种疾病,并为诊断和治疗提供指导。