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機械技術課

機械技術課は、材料強度評価チームと熱エネルギーチームで構成されています。

これらの技術を活かして「ものづくり支援」、「自動車・電子部品関連事業」、「省エネルギー」等に関わる研究開発と技術支援に取り組み、関連する幅広い業界に対応しています。特に、「デジタルエンジニアリング（CAE）を使った効率的な製品設計・評価」に取り組んでいます。

材料強度評価チーム

材料強度評価チームでは，コンピュータシミュレーションによる工業製品・材料の力学的評価技術，評価機器による製品、材料の機械的性質の評価及び非破壊評価技術をもちいて「ものづくり」をおこなっている企業全般に支援をおこなっています。

成果紹介

レールボンド用打音検査装置の開発

組立式避難・点検階段 のぼーるの開発

熱エネルギーチーム

熱エネルギーチームでは、主に熱流体分野を対象に、研究業務を遂行しており、県内中小企業に対する技術的支援を行っています。当チームの保有技術である熱流体解析や熱流体可視化計測などの技術を活用し、製品開発等における熱や流体に関連した技術課題の解決や、企業設計者の技術向上を目指したセミナーの企画・運営に取り組んでいます。

最近の研究結果

熱流体解析における応答曲面法を用いた最適設計手法の構築

キーワード：熱流体解析、CAE、応答曲面、多目的最適化、遺伝的アルゴリズム

機械電子研究所では、熱流体機器・製品の設計支援を行っていますが、例えば、熱交換性能向上や小型化など複数の要求を同時に満たす、最適設計の重要性が高まっています。これらの設計支援には熱流体解析を活用していますが、熱流体解析における応答曲面法を用いた最適設計手法を構築し、最適化プロセスの期間を短縮する取り組みも行っています。

詳しくは、本年10月頃に公表予定の研究報告をご覧ください。

トポロジー最適化を活用したヒートシンクの熱流体設計に関する研究

キーワード：熱流体解析、トポロジー最適化、ヒートシンク、3Dプリンタ造形

近年、構造強度設計で広まったトポロジー最適化技術が、熱流体問題にも応用されるようになりました。トポロジー最適化技術により、圧損最小化や熱交換量最大化などの目的関数をあらかじめ設定することで，指定した設計領域内の流路の形状および形態を、数理的な最適化アルゴリズムによって導き出すことが可能です。本研究では、トポロジー最適化により導き出された形状を3Dプリンタで造形試作し、実験的な評価を行いました。

詳しくは、本年10月頃に公表予定の研究報告をご覧ください。

筐体用ファンにおける空力音の予測に関する研究

キーワード：流体解析、LES、流体騒音、空力音、周波数特性

機械電子研究所では、音響に関する支援は騒音計等の設備使用にとどまっているため、製品開発における支援分野の拡大を目的に、流体騒音の予測に取り組んでいます。本研究では、小型の筐体用ファンを対象に、全要素数約570万で解析を行い、精密騒音計での測定結果と比較しました。周波数のピークは捉えられていないものの、周波数特性の傾向がおおむね再現できました。

詳しくは、研究報告 No.35 P.64 (2025)をご覧ください。

製品開発支援の成果

冷凍車温度均一化3Dダクトの開発

冷凍冷蔵車に積まれた荷物が庫内の冷気循環を妨げ、庫内の温度ムラが大きくなる場合があります。そこで、冷凍冷蔵車の冷気吹出口に先端を絞り込んだダクトを取り付けて、冷気の吹出速度を向上させることで、庫内の温度均一化を図りました。ダクトの取付けにより、冷気の風量は減るものの、吹出速度が向上して、冷気が庫内全体に広がりやすくなることを熱流体解析で確認しました。

輻射空調パネルの開発

学校や公共施設の体育館では、ホコリやウイルスなどの飛散が生じにくく、バドミントンなどの風が問題になる競技に影響を与えない空調設備が求められていました。そこで、従来よりも表面積を増やし、熱交換量を増加させた輻射空調パネルの開発に取り組みました。粒子画像流速測定法によるパネル周りの気流可視化や、体育館全体のCAE（熱流体解析）を行い、パネル配置を検討しました。輻射と自然対流により温調可能な輻射空調パネルを、「Radi・Ace」の商品名で販売開始し、体育館などの施設に納入されています。

超精密洗浄ノズルの開発

ナノ粒子分散装置の開発

熱エネルギーチーム担当主要設備のご紹介

熱エネルギーチームが担当する主要設備は下記のとおりです。

下記の装置については、機械電子研究所 機械技術課 熱エネルギーチーム職員までお問い合わせください。