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NISTEP注目科学技術 - 2023_E399

複雑な流動現象を制御して、熱流体機器の飛躍的な省エネルギー化および低環境負荷化を達成する技術の実現が期待されている。流れの計測、流れの数値シミュレーション、制御理論、データ科学など、複数の学術分野を融合してこれまでよりも格段に高い制御効果を得られる技術の達成を目指した開発が進められている。複雑な流動現象の代表である乱流現象の制御について、乱流の直接数値シミュレーションとそれによって得られるビッグデータに機械学習を適用することで、従来よりも精度よく流れの予測が可能となる研究報告があるほか、センサやアクチュエータの最適配置、スパースなデータやノイズを含むデータから流れを推定するこれを活用した乱流制御への期待が高まっている。シミュレーションやデータ科学によって得られた新たな制御方法を実際に適用するために、実験による検証が必要である。乱流の制御において効果の高いフィードバック制御を実現するためにはセンサ・アクチュエータのリアルタイム制御が必要となる。これらの要素技術を組み合わせて新たな乱流制御技術が実現されると期待される。

数値シミュレーションでは効果が実証されている段階

複雑の流動の制御が可能になれば、多くの熱流体機器の省エネルギー化・低環境負荷化が達成される。

センサ・アクチュエータの性能向上が必要である。