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A numerical method coupling with cycle analysis and multi-physics CFD in jet engines

Research Project

Project/Area Number 16K14165
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency

Principal Investigator

Suzuki Masaya  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (40548161)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords数値シミュレーション / 連成解析 / ジェットエンジン / 熱サイクル / マルチフィジックス / 混相流 / エロージョン / 着氷 / CFD / エンジンシステム / ファン / 低圧タービン / 高圧タービン / 圧縮性流体 / 圧縮機 / タービン / RANS / 流体機械 / 航空宇宙工学 / 数値流体力学
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop a numerical method to investigate the influence of multi-physics phenomena such as erosion and icing occurring at the jet engine component on the entire jet engine system.
From FY2016 to FY2017, research activity focused on the development of analysis programs. Numerical simulations coupled with cycle analysis and Multi-physics CFD using the developed analysis was performed in FY2018.
The numerical method was successfully developed. Although it became clear from the research that the computational load of the developed coupling method is higher than initially assumed, in future research, solve the highlighted issues will be solved.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発される統合解析手法は、要素レベル解析よりも高精度となり、エンジン全体性能の変化を予測できる上、設計計算にも適用可能である。従って、過度な安全係数を取ることなくエンジン設計が可能となり、国際競争力のある経済的なエンジン実現に役立つ。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] UPACSを用いた高圧タービン初段静翼のリーン形状と壊食量の相関調査2019

    • Author(s)
      荒井直己,福留功二,山本誠,鈴木正也
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第58回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UPACSを用いたスイープ動翼の防氷効果に関する数値的調査2019

    • Author(s)
      八木智哉,福留功二,山本誠,水野拓哉,賀澤順一,鈴木正也
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第58回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UPACSを用いた高圧タービン初段静翼におけるデポジション現象の数値解析2019

    • Author(s)
      水取賢太,福留功二,山本誠,鈴木正也
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第58回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 航空機エンジンのファン動翼におけるスイープとその防氷効果に関する数値的調査2019

    • Author(s)
      八木智哉,福留功二,山本誠,水野拓哉,賀澤順一,鈴木正也
    • Organizer
      第34回生研TSFDシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Icing Conditions on Anti-Icing Method for Fan Rotor Blade2018

    • Author(s)
      Wada, T., Fukudome, K., Mamori, H., Yamamoto, M., Suzuki, M., Mizuno, T. and Kazawa, J.
    • Organizer
      29th International Symposium on Transport Phenomena
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 航空機における防氷ファン動翼に対する大気中水分含有量の影響2018

    • Author(s)
      和田拓也,守裕也,福留功ニ,山本誠,水野拓哉,賀澤順一,鈴木正也
    • Organizer
      第46回日本ガスタービン学会定期講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UPACSを用いたタービン静翼における延性・脆性材料のサンドエロージョン挙動の数値解析2018

    • Author(s)
      上野学,守裕也,福留功ニ,山本誠,鈴木正也
    • Organizer
      日本流体力学会年会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Sand Erosion Behavior of CMC and Ni-based Superalloy in Turbine Stator2018

    • Author(s)
      Ueno, M., Mamori, H., Fukudome, K., Yamamoto, M., and Suzuki, M.
    • Organizer
      Asian Congress on Gas Turbines 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Feasibility Study on Anti-Icing Method for Fan Rotor Blade Using UPACS2018

    • Author(s)
      Wada, T., Mamori, H., Fukudome, K., Yamamoto, M., Mizuno, T., Kazawa, J. and Suzuki, M.
    • Organizer
      Asian Congress on Gas Turbines 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 耐特殊気象エンジン技術の研究開発状況2018

    • Author(s)
      鈴木正也,賀澤順一,水野拓哉
    • Organizer
      日本航空宇宙学会第49期年会講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UPACSを用いたファン動翼防氷技術のフィージビリティ調査2018

    • Author(s)
      和田拓也,守裕也,山本誠,水野拓哉,賀澤順一,鈴木正也
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] UPACSを用いた高圧タービン初段静翼におけるサンドエロージョン現象の数値シミュレーション2018

    • Author(s)
      上野学,守裕也,山本誠,鈴木正也
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Multi-Physics Simulation of Particulate Erosion Phenomena Using One-Way and Two-Way Couplings2017

    • Author(s)
      Suzuki, M., Hataya, H., Mamori, H., Fukushima, N. and Yamamoto, M.
    • Organizer
      13th International Symposium on Experimental Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サンドエロージョン予測に対する境界適合格子に適した損傷形状表現と混相流の取り扱いに関する検討2017

    • Author(s)
      鈴木正也,畠谷尊明,守裕也,福島直哉,山本誠
    • Organizer
      日本流体力学会年会2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 高温高速固気二相流の数値シミュレーション2017

    • Author(s)
      鈴木正也,山根敬
    • Organizer
      第45回日本ガスタービン学会定期講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 航空エンジンにおけるマルチフィジックス・シミュレーションの展開2017

    • Author(s)
      鈴木正也
    • Organizer
      第7回計算力学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 冷凍環境における液滴噴霧による着氷現象に関する基礎的研究2016

    • Author(s)
      波多野楓華,水野拓哉,鈴木正也,賀澤順一,鳥山温美,野崎理
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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