空気の流れ＆水の流れ

1950年神戸に生まれました。中学２年生まで神戸で育ちましたので、私の故郷は神戸です。その後東京、神奈川と移り住みました。

 

小学校４年生のときに御手洗先生という女性の先生に教えて頂きました。素晴らしい先生でした。御手洗先生から手押しポンプの原理について教えて頂きましたが、大変興味深く印象に残っています。

 

小学校５年生、６年生のときには松田先生という海軍士官学校在学中に終戦となり、神戸大学で学びなおして教員になられた方に教えて頂きました。素晴らしい先生でした。松田先生から浮力について教えて頂きました。水が入った容器の重さは、その中に物体を吊るすと、物体が排除した水の重さ分、重量が増します。ここで「ストローでぶくぶく泡を入れたら、容器の重さはどうなるんですか？」と手を挙げて質問しました。松田先生は皆で実験をしてくださった上に、恩師のもとにどう説明すべきか相談に行ってくださったようでした。懐かしい思い出です。 

これらのことが将来流体の研究に導かれるきっかけになったように思います。 

私共の世代は、子供のころ、まだ街に敗戦の匂いが色濃く残っていました。私がご指導いただいた先生方は「この子たちが将来の日本を背負うのだ」という真剣な気持ちで、導いてくださったように思います。ありがたいことだと、感謝しています。

 大学時代亀本喬司先生から、めくるめくような研究の楽しさ、面白さを教えて頂きました。この体験がなければ、研究者にはなっていなかったと思います。


大学院修了後大学に赴任するにあたり、指導教官の石原智男先生から次のようなはなむけの言葉を頂きました。
・誰もしたことのないような研究をすること
・論文は日本機械学会に投稿すること
父からは、『お前が赴任する大学は国立や公立の大学ではなく私学である。私学は学生の親御さんが高額な学費を払ってくださって、お前たち教員を養ってくださっているはずだ。研究、研究と言って、学生の教育をないがしろにすると、罰が当たるぞ。』というはなむけの言葉をもらいました。自分の興味のあることを自由に研究したいということだけを考えていた私には、耳の痛い言葉でした。


大学赴任後一番影響を受けたのは小町谷進先生です。自分があまり得意ではない製図の授業のお手伝いをしました。小町谷先生は70歳のご定年まで、学生の指導に情熱をもってあたられ、製図提出日には、真夜中まで学生と真剣勝負の指導をしておられました。
小町谷先生からは、当時出始めたパソコンについて調べるようにアドバイスをいただき、調べているうちに欲しくなって、一式百二十万円もした８ビットのパソコンを自費で購入しました。このアドバイスを頂かなければ、それ以後の研究は全く違ったものになっていたと思います。

それから四十数年、大学工学部で学生諸君と流体の研究をし、学生諸君に流体の面白さを伝えようと過ごしてまいりました。こちらにご紹介するのは、そのこぼれ話です。

大学院時代の知人が、大学教員が目指すべきものは、ある分野の権威になることだと話してくれました。

しかしその話を伺ったとき、私の生き方は違うなと感じました。
私は、花咲かじいさんの話に出てくる犬のような「ここ掘れわんわん」を沢山したいな。それを発展展開することは、私よりも優秀な方々にお任せして、私自身は次の「ここ掘れわんわん」を捜しに行く、そのような生き方ができたらいいなと思いました。

そしてそれから四十数年、その時々に興味を持ったことに全力で取り組んで、いつもワクワクしながら楽しく研究を進めてきました。こちらにご紹介するのはそのこぼれ話、私よりも優秀な方々が「これは面白い、もっと社会に有用な形にしてやろう」と思ってくだされば幸いです。

1）現生する樹木も100ｍを超える高さになるものがあり、化石や石炭になっている過去の樹木はもっと太く、もっと高かったであろうと思われます。
どうやって地下の根から水を先端の葉にまで届けることができるのだろう。
2）進化の過程で、赤血球の形は、哺乳類以前は楕円体で中に核がありましたが、哺乳類は赤血球の中から核を捨てて、穴の開いていないペラペラの変形自在のドーナツ型になりました。
なぜそのような変化を選んだのだろう。
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1）の疑問は、細い管と自転車の空気入れがあれば、人間も同様のことが可能であることを確かめることができました。工学的には解決です。
（詳しくは　制作方法のご紹介―高所に水を送る装置の製作　の項をご覧ください）
2）の疑問は、「分岐による濃度低下現象」をつきとめ、背が低い粒子程、分岐管に流入しやすいことを確めました。赤血球は核を無くすことで背が低いペラペラになって、毛細管に入りやすくなったのだろうと理解しました。細い血管が利用可能になったことは、脳の発達に必須であったろうと想像しています。「分岐による濃度低下現象」は回転フィルターとして工学的に利用しようとしています。
（詳しくは　制作方法のご紹介―回転フィルターの製作　の項をご覧ください）
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2つの疑問は、生物学的には本質的な解決ではないかもしれませんが、工学的にはそれぞれ理解し利用できるようになったと思っています。

CFDは流体力学の研究者にとっては必須アイテムです。
市販のCFDプログラムは高価でした。１年間１セットの使用料が、教育用特別価格で５０万円。せめて教員用と学生用の２セットは欲しいとなると、１年間の研究費が消えてしまいます。
もう一つ、使えない。市販のプログラムを自在に使いこなすには、かなりの熟練が必要です。コリオリ力を加味した計算をしたい、時間的に変動する流れを計算したい・・・・・、その都度出てくる学生からの要望に対応することは私にはできませんでした。
そこでいっそ自分でCFDプログラムを作っちゃえ！ということに。
誰でも容易に作れるように、できるかぎり単純なアルゴリズムで構成することが条件です。
現在そのプログラムを色々な流れに適用して、実験と比較し、正しい解が得られているかを検証中ですが、今のところ問題なし。むしろ逆に、計算で得られた解が私には奇異に感じられて、実験して試してみると確かにそうなるんだ！と感動したり。
この計算手法が皆に認められて、広く使ってもらえるといいなあと思っています。

詳しくは　プログラム―簡単に作れる流れの解析プログラム（非圧縮性流れ場解析の新手法）の項をご覧ください