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Mechanism of Transonic Buffet for A Swept Wing Revealed by Advanced Fluid Measurements

Research Project

Project/Area Number 18H03814
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 24:Aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Kouchi Toshinori  岡山大学, 自然科学学域, 教授 (40415922)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉岡 洋介  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 (20865604)
橋本 敦  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (30462899)
小池 俊輔  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (40547064)
石田 崇  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 (70743988)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥44,200,000 (Direct Cost: ¥34,000,000、Indirect Cost: ¥10,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000)
Fiscal Year 2018: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Keywords非定常空気力学 / 先進光学計測 / 高レイノルズ数流れ / 非定常空力
Outline of Final Research Achievements

We conducted a series of the wind tunnel experiments focused on a shock wave-boundary layer interaction inducing a transonic buffet which determines capability of a flight in a high-speed region. Wing model had a 10°sweep angle and a cross section of NASA common research model, which is a simplified model for a commercial aircraft wing. Through this work, we newly developed a dual layer focusing schlieren system to take flow information with several tens of kHz frame rate. We combined this system with unsteady pressure sensitive paint (uPSP) measurement system which take wall information with several kHz frame rate, to measure the flow-field both around the wing and on the wing surface. We successfully measured flow and wall information for the buffet with high spatiotemporal resolution in being the first in the world. Based on these data, we obtained new knowledge on the generation and maintenance of the self-oscillation of the shock wave for the swept wing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により後退角を有する翼のスパン方向に対する衝撃波振動の特性を明らかにすることができた.これは既存のバフェット制御装置の改良(例えばボルテックス・ジェネレータの配置等)や新たな制御機構の開発に対して重要な知見となる.バフェット制御機構は航空機の効率的かつ安全な運用には欠かせない技術であり,航空機による移動が一般的になった現代社会においては,その社会的意義も大きい.また本研究を通じて新たに開発した高空間・時間分解能を有する計測手法は,幅広く流れの計測に用いることが可能で,この装置による計測で実験流体力学の分野への更なる学術的な貢献が可能となった.

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Side-Wall Effects on the Global Stability of Swept and Unswept Supercritical Wings at Buffet Conditions2022

    • Author(s)
      Sansica Andrea、Hashimoto Atsushi、Koike Shunsuke、Kouchi Toshinori
    • Journal Title

      AIAA paper

      Volume: AIAA 2022-1972 Pages: 1-17

    • DOI

      10.2514/6.2022-1972

    • NAID

      120006954827

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 動的モード分解を用いた二次元翼バフェットの主要モードの抽出2022

    • Author(s)
      福本翔太,河内俊憲,大寺健吾,杉岡洋介
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会論文集

      Volume: 70 Pages: 1-11

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二次元後退翼バフェットの先進画像計測2022

    • Author(s)
      河内俊憲
    • Organizer
      第29回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 二次元遷音風洞におけるCRM後退翼のデュアルレイヤー断層シュリーレン/非定常感圧塗料を用いた三断面同時可視化2022

    • Author(s)
      河内俊憲,福本翔太,杉岡洋介,小池俊輔
    • Organizer
      第54回流体力学講演会 / 第40回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
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      福本翔太,河内俊憲,大寺健吾,杉岡洋介
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      第53回流体力学講演会 / 第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
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  • [Presentation] 二次元遷音速風洞におけるCRM後退翼の非定常感圧塗料計測2021

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      杉岡洋介,小池俊輔,河内俊憲
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      第53回流体力学講演会 / 第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
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  • [Presentation] 二次元遷音速風洞におけるCRM後退翼の高速度断層シュリーレン計測2021

    • Author(s)
      河内俊憲,大寺健吾,福本翔太,杉岡洋介,小池俊輔
    • Organizer
      第53回流体力学講演会 / 第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 二次元後退翼バフェットの断層シュリーレンによる二断面同時可視化2021

    • Author(s)
      大寺健吾,河内俊憲,福本翔太,杉岡洋介,小池俊輔
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      第59回飛行機シンポジウム
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    • Author(s)
      河内 俊憲, 大寺 健吾
    • Organizer
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020オンライン
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Side-wall Effects on the Global Stability of Swept and Unswept Supercritical Wings at Buffet Conditions2020

    • Author(s)
      A. Sansica, A. Hashimoto, S. Koike T. Kouchi
    • Organizer
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020オンライン
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      小池俊輔,松本葉,河内俊憲
    • Organizer
      第51回流体力学講演会/第37回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウ
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    • Author(s)
      H.Inoue, Y.Matsumoto, T.Kouchi, Y.Nagata, S.Yanase
    • Organizer
      Asian Pacific International Symposium on Aerospace Technology
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Focusing-schlieren Visualization of Two-dimensional Transonic Shock-buffet2018

    • Author(s)
      T.Kouchi, S.Koike
    • Organizer
      50th Fluid Dynamics Conference/36nd Aerospace Numerical Simulation Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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