本研究室では計算機シミュレーションによる様々な放電・プラズマ等の解析を行っています。

現在、以下のテーマが進行中です。

オゾンに関する研究は古くから行われていますが、最近オゾンを環境分野、医療分野等で用いることを念頭に、今まで以上の高効率でのオゾンの生成が求められています。しかし、純酸素を使ってオゾン生成を行い、ある程度時間が経過するとオゾンが生成されなくなる現象が知られています。この現象の原因解明が高効率化の鍵を握っていると考えられるため、シミュレーションによる原因解明を目指します。また、大気圧バリア放電のシミュレーション技術を蓄積することにより大気圧空気とヘリウム、窒素などとの混合ガスが用いられている他のアプリケーションへの応用の解析を容易にすることが可能となります。

燃焼分野はプラズマとは関係のないように思われますが、火炎には燃焼プラズマ（combustion plasma）と呼ばれる熱平衡プラズマが存在しています。しかし、自動車などで用いられているリーンバーンと呼ばれる燃焼では未燃燃料、Noxなど環境に悪い物質が放出されてしまっています。本研究ではこのような物質を出さないために、燃焼を非平衡プラズマを利用することでより効率のよい燃焼を実現したいと思っています。燃焼中のプラズマの働きは未開拓の分野で未だ何もわかっていません。そのため本研究室ではプラズマによる支援を解明するための基礎的なシミュレーションを行っています。

現在、高気圧、大気圧での誘電体バリア放電の様々なアプリケーションへの応用が行われています。この誘電体バリア放電はストリーマを発生させ、フィラメント状のマイクロプラズマを生成することにより高効率でラジカルなどの活性種を得ることができるなどの特徴があり、気圧の高い放電によく用いられています。もう一つの特徴として発生するフィラメント状のマイクロ放電が誘電体表面を激しく動き回ったり、発生したその場で整列をしたりする自己組織化という現象がみられたりします。これらの２つの現象はどのような条件のもとで発生するのか、その原因を様々な条件のもとでシミュレーションをすることで解明しようとしています。