| Project/Area Number |
18K13923
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Watanabe Yasumasa 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (60736461)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 放電プラズマ / 空力制御 / プラズマフィラメント / 極超音速風洞 / 極超音速機 / 数値流体力学 / Q-DCプラズマ / 高速流体力学 / 放電空力制御 / Quasi DC plasma / 風洞実験 / 動的モード分解 / 気流制御 / 放電 / 超音速 / 極超音速 / 極超音速流体力学 / 全体安定性解析 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Rapid flow control is a key technique to realize reliable supersonic/hypersonic transports and aerodynamic control. Quasi-Direct Current (Q-DC) plasma filaments were employed to rapidly control high-speed flows and the flow control effects were characterized by experiments. Filaments generated at an electrode array strongly interfered with supersonic flows and exhibited quick change in surface pressure within 300us, quick enough for supersonic/hypersonic airplanes. Amount of pressure change was found to be a linear function of plasma power. Numerical simulation model was proposed and its result showed a good agreement with findings in wind tunnel tests. Q-DC plasma and the simulation model proposed/investigated in this work can also be applied to other industrial fields such as flame-holding in supersonic engines.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Q-DCプラズマフィラメントと高速気流の干渉現象を利用した高速気流制御現象という電磁気と航空流体の複合分野に於いて、プラズマ挙動と高速気流への干渉メカニズムの解明、空気力制御量のプラズマ電力への線型依存性の発見と制御効率の特定、そしてこれらの解析モデル構築により、プラズマフィラメントと高速気流の干渉現象を明らかにしたことが学術的意義である。
本研究での放電プラズマを用いた高速気流制御現象とその解析手法により、同様のプラズマを利用したエンジンの着火・保炎などのプラズマ産業分野への波及効果が期待でき、更には将来型航空機における高速空力制御の信頼性を向上させ安全安心な航行に資する点が社会的意義である。
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