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所属組織 |
大学院工学研究院 システムの創生部門 |
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職名 |
准教授 |
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研究キーワード |
プラズマ応用、電気推進 |
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関連SDGs |
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鷹尾 祥典 (タカオ ヨシノリ)
TAKAO Yoshinori
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ORCID
直近の代表的な業績 (過去5年) 【 表示 ／ 非表示 】
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【論文】 Fabrication of nano-capillary emitter arrays for ionic liquid electrospray thrusters 2021年06月
【論文】 Uniform needle-emitter arrays for ionic liquid electrospray thrusters with precise thrust control 2021年06月
【論文】 Electron extraction enhancement via the magnetic field in a miniature microwave discharge neutralizer 2019年12月
【論文】 Electron extraction enhancement via the magnetic field in a miniature microwave discharge neutralizer 2019年12月
【論文】 Effects of negative ions on discharge characteristics of water plasma source for a miniature microwave discharge ion thruster 2019年04月
学歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2004年4月-2007年3月
京都大学 工学研究科 航空宇宙工学専攻 博士課程 修了
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2002年4月-2004年3月
京都大学 工学研究科 航空宇宙工学専攻 修士課程（博士前期課程） 修了
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1998年4月-2002年3月
京都大学 工学部 物理工学科 卒業
学内所属歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2014年4月-現在
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門 准教授
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2018年4月-現在
併任 横浜国立大学 大学院理工学府 機械・材料・海洋系工学専攻 准教授
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2017年4月-現在
併任 横浜国立大学 理工学部 機械・材料・海洋系学科 准教授
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2014年4月-現在
併任 横浜国立大学 大学院工学府 システム統合工学専攻 准教授
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2014年4月-現在
併任 横浜国立大学 理工学部 機械工学・材料系学科 准教授
学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2018年4月-2020年3月
宇宙航空研究開発機構 (JAXA) 宇宙科学研究所宇宙飛翔工学研究系 客員准教授
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2009年3月-2014年3月
京都大学 大学院工学研究科航空宇宙工学専攻 助教
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2007年4月-2009年3月
ザインエレクトロニクス株式会社 エンジニア
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2004年4月-2007年3月
日本学術振興会 日本学術振興会特別研究員
研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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半導体プロセス用容量結合型プラズマ源の粒子計算モデル(PIC-MCC)構築
研究期間：
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磁気ノズルによるプラズマ加速
研究期間：
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マイクロ波放電式マイクロイオン推進機の粒子計算モデル(PIC-MCC)構築
研究期間：
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誘導結合型プラズマ源を用いた静電加速型マイクロイオン推進機の研究開発
研究期間：
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イオン液体を利用したエレクトロスプレー式マイクロスラスタの研究開発
研究期間：
著書 【 表示 ／ 非表示 】
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技術情報協会（編集）（ 担当： 分担執筆 , 範囲: 第5章 第9節）
技術情報協会 2020年4月 （ ISBN:978-4-86104-792-3 ）
総ページ数：478 担当ページ：pp. 337-345 記述言語：日本語 著書種別：学術書
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プラズマプロセス技術 ナノ材料作製・加工のためのアトムテクノロジ
プラズマ核融合学会 (編集) （ 担当： 分担執筆 , 範囲: 第4章）
森北出版 2017年1月 （ ISBN:9784627775619 ）
記述言語：日本語 著書種別：学術書
学位論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Development of a Miniature Electrothermal Thruster Using Microwave-Excited Microplasmas for Ultra Small Satellites(マイクロ波励起マイクロプラズマを用いた超小型人工衛星のための電熱加速型推進機の研究開発)
鷹尾 祥典
2007年3月
学位論文（博士） 単著 [査読有り]
京都大学大学院 工学研究科 航空宇宙工学専攻
超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途としたマイクロ波励起マイクロプラズマスラスタを対象に、数値計算と実験の双方を用いて解析した結果についてまとめた論文である。これら統合解析により、壁面の影響が極めて大きいため、圧力推力の寄与が無視できないこと、ノズル壁面は断熱壁条件より等温壁条件に近いことが分かった。プラズマ点火により推力1.4 mN、比推力79 sが得られ、コールドガスと比べて、超小型衛星(10 kg)の推進剤質量を3割以上削減可能な性能が得られた。 -
超小型推進機のためのマイクロプラズマ源とマイクロノズル流れの解析
鷹尾 祥典
2004年3月
学位論文（修士） 単著
京都大学大学院 工学研究科 航空宇宙工学専攻
超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途としたマイクロ波励起マイクロプラズマスラスタを対象に、数値計算による性能見積もりを行った。解析にはマイクロプラズマ源とマイクロノズル流れを分けて行い、前者には体積平均モデルとマクスウェル方程式を利用し、後者には2温度モデルに基づくナビエ・ストークス方程式を利用した。分散関係式との比較により表面波の伝播を確認し、また、境界層が支配的なことから、ノズルの全長を短くすることが性能向上に望ましいと分かった。
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Takaaki Enomoto, Shehan M. Parmar, Ryohei Yamada, Richard E. Wirz, Yoshinori Takao
Journal of Electric Propulsion 1 13 (21pp) 2022年9月 [査読有り]
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Naoyuki Matsumoto, Yoshinori Takao, Masayoshi Nagao, Katsuhisa Murakami
ACS Omega 7 ( 37 ) 33004 - 33009 2022年9月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Experimental study on the performance characteristics of a miniature microwave discharge cathode
Takahito Motoki and Daigo Takasaki and Hiroyuki Koizumi and Yasuho Ataka and Kimiya Komurasaki and … 全著者表示
Takahito Motoki and Daigo Takasaki and Hiroyuki Koizumi and Yasuho Ataka and Kimiya Komurasaki and Yoshinori Takao 閉じる
Acta Astronautica 196 231 - 237 2022年4月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Elsevier {BV} 単著
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Kazuma Emoto, Kazunori Takahashi, Yoshinori Takao
Frontiers in Physics 9 779204(13pp) 2021年12月 [査読有り]
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Axial momentum gains of ions and electrons in magnetic nozzle acceleration
Kazuma Emoto, Kazunori Takahashi, Yoshinori Takao
Plasma Sources Science and Technology 30 ( 11 ) 115016 2021年11月 [査読有り]
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：{IOP} Publishing 共著
総説・解説記事等 【 表示 ／ 非表示 】
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鷹尾 祥典
応用物理 90 ( 5 ) 298 - 302 2021年5月 [査読有り] [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：公益社団法人 応用物理学会 単著
<p>近年，超小型衛星の利活用が急速に増えており，その活躍の場は地球近傍にとどまらず深宇宙へも飛び出し始めている．そこで必要となるのが小型推進系（マイクロスラスタ）である．スペース，重量などの制約が大きい超小型衛星において，必要な速度増分（⊿<i>v</i>）を達成するには電気推進機が重要な役割を果たすと期待されている．本稿では，その中でもイオンを静電的に加速することで推力を得る，イオンエンジンとエレクトロスプレー推進機の2種類のマイクロスラスタを取り上げ，その特徴と現状の成果，課題について述べる．また，推力には直接寄与しないが，重要な構成要素である電子源についても紹介する．</p>
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鷹尾 祥典
油空圧技術 59 ( 9 ) 12 - 18 2020年9月 [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 出版者・発行元：日本工業出版 単著
その他リンク： https://www.nikko-pb.co.jp/products/detail.php?product_id=4897
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高橋 和貴, Christine Charles, Rod Boswell, 鷹尾 祥典, 安藤 晃
宇宙太陽発電 5 ( 0 ) 14 - 17 2020年2月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：宇宙太陽発電学会 共著
<p> 磁気ノズルと高周波放電を用いた磁気ノズルRFプラズマスラスタは，外部磁場中の高周波誘導結合またはヘリコン波結合放電によって生成した高密度プラズマを，外部磁場によってプラズマ源出口まで輸送し，磁力線が発散する磁気ノズル領域で起こりうる自発的なプラズマ加速過程，運動量変換過程を利用して推力を発生する電気推進機である．これまで著者らが行ってきた物理研究と，磁気ノズルRFプラズマスラスタの性能改善に関して，その現状を述べる．</p>
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船木 一幸, 中野 正勝, 小紫 公也, 鷹尾 祥典, 横田 茂, 張 科寅, 川嶋 嶺
宇宙太陽発電 5 ( 0 ) 1 - 2 2020年2月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：宇宙太陽発電学会 共著
<p> 電気推進を用いた軌道間輸送機（OTV）の開発における技術的挑戦と克服に関するパネルディスカッションが行われた．太陽発電衛星の輸送では，ペイロードの太陽電池をOTVで利用できる場合，電気推進は特に有効な推進システムとなる．電気推進の推進剤として有力な候補はアルゴンであり，大出力のアルゴン推進機を開発する上での技術的課題が議論され共有された．また太陽発電衛星の実現には打ち上げ機との連携や，OTV全体でのシステム最適化が必要不可欠であり，分野を横断した研究者間の協調と，共通で意識すべき事業戦略（ロードマップ）の策定が重要であると再認識された.</p>
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鷹尾 祥典, 土屋 智由, 長尾 昌善, 村上 勝久
日本航空宇宙学会誌 67 ( 1 ) 5 - 11 2019年1月 [査読有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 共著
産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】
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イオン源
鷹尾祥典，長尾昌善，村上勝久
出願番号：2017-197041 出願日：2017年10月10日
特許番号/登録番号：6927493 発行日：2021年8月10日
出願国：国内
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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2017年10月 応用物理学会 ミニマルファブを⽤いたエレクトロスプレースラスタの試作
受賞者：⻑尾昌善, 井上直樹, 鷹尾祥典, ⾠⺒憲之, 村上勝久, クンプアン ソマワン, 原 史朗
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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効率と安定性のトレードオフ限界を超える超小型直流放電の実現とイオン推進機への応用
研究課題/領域番号：22K18855 2022年6月 - 2025年3月
挑戦的研究 (萌芽)
代表者：鷹尾 祥典
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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微小電極間エレクトロスプレー現象解明による超小型宇宙推進機の多用途化
研究課題/領域番号：21H01530 2021年4月 - 2024年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
代表者：鷹尾 祥典
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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電子放出面の電位構造が従来と逆になる電子源を用いた新規超小型イオン推進機の実現
研究課題/領域番号：18K18910 2018年4月 - 2021年3月
科学研究費補助金 挑戦的研究 (萌芽)
代表者：鷹尾 祥典
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】
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将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG
2022年7月 - 2023年2月
宇宙航空研究開発機構 2022年度宇宙工学委員会戦略的開発研究費
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90%超の効率を維持した推力可変な宇宙推進機
研究課題/領域番号：JPMJFR2129 2022年4月 - 2025年3月
科学技術振興機構 創発的研究支援事業
代表者：鷹尾 祥典
担当区分：研究代表者
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将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG
2021年6月 - 2022年2月
宇宙航空研究開発機構 2021年度宇宙工学委員会戦略的開発研究費
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宇宙産業革命を担う超小型衛星船団に不可欠なマイクロ推進機
2021年4月 - 2024年3月
キヤノン財団 研究助成プログラム 「新産業を生む科学技術」
代表者：鷹尾 祥典
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宇宙の利活用を飛躍的に高める超小型衛星用イオンエンジンの実現
2020年9月 - 2022年8月
公益財団法人 日揮・実吉奨学会 2020年度研究助成金
代表者：鷹尾 祥典
研究発表 【 表示 ／ 非表示 】
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1cm級磁場印加プラズマ源を対象とした粒子計算と宇宙推進機への応
鷹尾 祥典 [招待有り]
Plasma Conference 2017 公益社団法人 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会,公益社団法人 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会,一般社団法人 日本物理学会,日本学術振興会 プラズマ材料科学第153委員会
開催年月日： 2017年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：姫路商工会議所
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3D Particle Simulation for Electron Extraction Mechanisms of a Miniature Microwave Discharge Neutralizer
Kenta Hiramoto, Yuichi Nakagawa, Hiroyuki Koizumi, and Kimiya Komurasaki, Yoshinori Takao
Proceedings of the 52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference (Propulsion and Energy Forum).<3D Particle Simulation for Electron Extraction Mechanisms of a Miniature Microwave Discharge Neutralizer>
開催年月日： 2016年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Salt Lake City, USA
50-kg級超小型人工衛星に搭載されているマイクロ波放電式イオン推進システムの中和器において、電子がオリフィスから引き出される機構について3次元粒子計算を用いて解析を行った。その結果、プラズマ源内部において生じる静電場の内、周方向成分の電場と径方向の磁場によって生じるE×Bドリフトにより電子が磁場を横切る動きに寄与し、最終的にオリフィス入口に近付き引き出される事が明らかになった。
AIAA-2016-4946 (11 pages) に掲載 -
Validation of a 3D Particle Simulation Model for a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster
Yoshinori Takao, Koji Eriguchi, Kouichi Ono, Yuto Sugita, Hiroyuki Koizumi, and Kimiya Komurasaki
Proceedings of the 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference (Propulsion and Energy Forum).<Validation of a 3D Particle Simulation Model for a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster>
開催年月日： 2014年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Cleveland, USA
超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途とした静電加速型のマイクロ放電式マイクロイオンスラスタに対し、3次元電磁場解析(FDTD法)と粒子計算(PIC-MCC法)を組み合わせた数値計算モデルで解析を行った。特にプラズマ電流の影響を調べたところ、低電力プラズマのためにプラズマ電流の放電特性に対する寄与は小さい事が明らかになった。また、レーザー吸収分光測定による準安定原子測定結果との比較を行い、原子分布形状および密度のオーダーでの一致が確認できた。
IAA-2014-3829 (8 pages) に掲載 -
Plasma Diagnostics in a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster
Y. Sugita, H.Koizumi, R. Tsukizaki, H. Kuninaka, Y. Takao, Y. Yamagiwa, M. Matsui
Proceedings of the 33rd International Electric Propulsion Conference.<Plasma Diagnostics in a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster>
開催年月日： 2013年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Washington, D.C., USA
超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途とした静電加速型のマイクロ放電式マイクロイオンスラスタに対し、内部可視化スラスタを製作し、レーザー吸収分光測定を用いて、寿命の長い準安定原子Xe I 823.16 nm (1s5)の密度分布測定を行った。Xeガス流量0.15 sccm、マイクロ波電力1 Wにおいて、ECR加熱が生じるところでリングドーナツ状の準安定原子分布が捉えられ、絶対値としては6-9×1017 m-3となり、ECRプラズマとしては妥当な値が得られた。
IEPC-2013-245 (8 pages)に掲載 -
Three-Dimensional Particle-in-Cell Simulation of a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster µ1
Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono, Y. Sugita, H. Koizumi, and K. Komurasaki
Proceedings of the 33rd International Electric Propulsion Conference.<Three-Dimensional Particle-in-Cell Simulation of a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster µ1>
開催年月日： 2013年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Washington, D.C., USA
超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途とした静電加速型のマイクロ放電式マイクロイオンスラスタに対し、3次元電磁場解析(FDTD法)と粒子計算(PIC-MCC法)を組み合わせた数値解析モデルを構築し、その計算結果とレーザー吸収分光測定による結果との比較検証を行った。その結果、ECR加熱が生じるところでリングドーナツ状のプラズマ分布および準安定原子分布が実験と計算の双方で捉えられ、計算の妥当性が確認できた。
IEPC-2013-186 (11 pages)に掲載
共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】
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将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG
提供機関: 宇宙航空研究開発機構 学内共同研究
研究期間： 2022年07月 - 2023年2月
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90%超の効率を維持した推力可変な宇宙推進機
提供機関: 科学技術振興機構 その他
研究期間： 2022年04月 - 2025年3月
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将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG
提供機関: 宇宙航空研究開発機構 国内共同研究
研究期間： 2021年06月 - 2022年2月
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イオン源と電子源双方の高電流密度化によるデブリ除去用軌道遷移技術の確立
提供機関: 宇宙航空研究開発機構 企業等からの受託研究
研究期間： 2017年11月 - 2020年3月
担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】
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2022年度 熱力学Ⅱ
理工学部
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2022年度 熱流体システム設計B
大学院理工学府
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2022年度 熱流体システム設計A
大学院理工学府
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2022年度 熱流体システム製作B
大学院理工学府
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2022年度 熱流体システム製作A
大学院理工学府
その他教育活動及び特記事項 【 表示 ／ 非表示 】
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2021年12月電子情報通信学会研究会 論文発表奨励賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
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2021年11月プラズマ・核融合学会 若手学会発表賞（学生会員部門） (学生の学会賞等の受賞実績)
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2020年04月第29回日本航空宇宙学会奨励賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
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2019年04月日本航空宇宙学会 学生優秀発表賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
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2018年10月日本航空宇宙学会 優秀発表賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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日本航空宇宙学会 第54期電気推進・先端推進部門
2022年03月 - 2023年2月 委員
委員区分：学協会
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次世代真空エレクトロニクス研究会
2021年06月 - 2023年3月 学界委員
委員区分：学協会
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日本航空宇宙学会 第53期電気推進・先端推進部門
2021年03月 - 2022年2月 委員
委員区分：学協会
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第37回国際電気推進会議
2020年06月 - 2022年6月 Technical Committee
委員区分：学協会
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日本航空宇宙学会 第52期電気推進・先端推進部門
2020年03月 - 2021年2月 幹事
委員区分：学協会