疎計測情報から極限環境の物理ダイナミクスを見える化するデータ同化システムの創出

• Project/Area Number: 18K18018
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 60030:Statistical science-related
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 加藤 博司 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (70722536)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: グライダー機体 / 翼表面圧力 / 飛行試験 / 推定 / データ同化 / 逆問題 / 表面圧力計測 / CFD / 圧力孔

Outline of Annual Research Achievements

「疎計測情報から極限環境の物理ダイナミクスを見える化するデータ同化システムの創出」として、無人グライダー翼に取り付けた8点の圧力計測センサーからの飛行中流れ場環境推定技術の構築を進めている。本年度の研究実績は以下の2つである。
１．飛行試験
昨年度中に構築した無人グライダー機体に新たに加速度センサー、迎角センサー、速度センサーを取り付け、飛行試験1回を新たに実施した。昨年度中に実施した飛行試験では、飛行中の姿勢・速度情報まで取得できていなかったが、これらセンサーと取り付けることで、飛行中の翼表面圧力情報に加えて、飛行機の姿勢・速度の同時取得が可能になり、数値シミュレーション側の境界条件の推定精度に一定程度寄与できる見込みとなった。
２．飛行試験形態での数値シミュレーション環境の構築
昨年度には、構築したグライダー機体の翼のみを対象に計算格子の生成、および、CFD計算を実施していたが、翼表面圧力情報に影響を与え得るグライダー試験機体の胴体までを考慮できていなかったため、計算格子の再生成を実施した。胴体までをCFD計算側で考慮することにより、計算格子数の増大を招き、流れ場推定時の計算効率性が悪化するため、可能な限り、計算格子数を抑える形で計算格子を生成した。また、CFD計算実施時に、数値計算手法の違いによる計算結果の不安定性が明らかになり、適切な数値計算手法の探索も合わせて実施した。

Research Products

• [Journal Article] データ同化支援工学（DAE）のこれまでとこれから (2019)
  • Author(s): 三坂孝志、加藤博司、大林茂
  • Journal Title: 日本機械学会誌 Volume: 122 Pages: 8-12
• [Journal Article] 大規模システムを見える化するデータ同化 (2019)
  • Author(s): 加藤博司、佐藤大和、三坂孝志、大林茂
  • Journal Title: ターボ機械 Volume: 47 Pages: 553-561
• [Journal Article] Digital Twin/CPSとデータ同化の接点 (2019)
  • Author(s): 加藤博司
  • Journal Title: 計算工学 Volume: 24
• [Presentation] 乱流モデリングに対するデータ科学の応用 (2019)
  • Author(s): 加藤博司
  • Organizer: 第4回風と流れのプラットフォーム・シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 飛行中航空機翼表面圧力場のソフトウエアセンシングを目指して (2019)
  • Author(s): 加藤博司
  • Organizer: 第2回高レイノルズ数空力研究会
  • Invited
• [Presentation] CAE／CPSにおけるデータ同化技術の可能性 (2018)
  • Author(s): 加藤博司
  • Organizer: 第34期非線形CAE勉強会
  • Invited
• [Presentation] 流体工学／科学に対するモデル／データ融合アプローチの可能性 (2018)
  • Author(s): 加藤博司
  • Organizer: 公益社団法人自動車技術会 第3回CFD技術活用部門委員会
  • Invited
• [Presentation] 乱流に対する適応型シミュレーション技術の開発 (2018)
  • Author(s): 加藤博司
  • Organizer: 第13回名工大・核融合研 共同セミナー
  • Invited