Next-generation flow control using the reduced-order model based on advanced unsteady flow measurement
| Project/Area Number |
19KK0116
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 24:Aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Asai Keisuke 東北大学, 工学研究科, 教授 (40358669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
齋藤 勇士 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50828788)
小室 淳史 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (70733137)
安養寺 正之 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70611680)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 流体制御 / 先進流体計測 / 低次元モデル / プラズマアクチュエータ / 流体力学 / 流体計測 / 非定常流 |
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| Outline of Research at the Start |
航空機や自動車など大気中を運動する物体には前進を妨げる空気抵抗が作用する．その低減は地球規模のエネルギー節減のため挑戦し続けなければならない課題である．本共同研究では，大規模な渦構造や衝撃波の振動を伴う流れを動的フィードバックにより制御する新しい概念の流体制御理論の確立を目指す．フロリダ州立大学の研究グループと協働し，双方の知識と技術を持ち寄って，１）非定常先進計測データベース構築，２）低次元モデル化，３）高速応答アクチュエータという３つのキーテクノロジーの研究開発に取り組み，剥離流れと超音速噴流を対象に大型実験設備を用いた実証実験を行い，非定常流れの動的フィードバック制御を実現する．
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this joint research is to establish a new concept of flow control theory for controlling flows with large-scale vortex structures and shock-wave oscillations by means of dynamic feedback. In collaboration with a research group at the Florida State University (FSU) in the United States, both parties brought their knowledge and technology to the research and development of three key technologies: construction of an unsteady flow database based on high-precision advanced measurements, understanding of fluid phenomena based on reduced-order models of flow fields, and driving fast-response actuators. By conducting demonstration experiments using FSU's large-scale experimental facilities for a separated flow on the afterbody model and supersonic impinging jet on the ground plate, we have established a research foundation to realize a dramatic improvement in flow control capability, which was considered impossible by conventional methodologies.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
自動車，高速鉄道，航空機などの大気中で運動する物体には前進を妨げる空気抵抗が作用し，その大幅な低減が実現できれば地球規模のエネルギー節減が実現できる．また，これらの移動体が発生する空力騒音は社会生活の質を大きく損なうもので，抜本的な改善策が望まれていた．フロリダ州立大学の研究グループとの共同により，非定常流体データベースに基づく流れ場の低次元モデル化が可能となり，高速応答アクチュエータを用いる次世代の流体制御手法を開発するための研究基盤を構築することができた．これらの成果は流体現象の理解だけでなく，地球環境の保全や社会生活の質的向上に資するものであり，産業界への適用に道を拓くものである．
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Report
(4 results)
Research Products
(16 results)
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[Presentation] Aerodynamic Characteristics of the Slanted Cylinder Afterbody Investigated in 0.3-m Magnetic Suspension and Balance System2021
Author(s)
Tashiro, K., Yokota, S., Fernando Z., Ozawa, Y., Nonomura, T., Asai, K.
Organizer
18th International Conference on Flow Dynamics
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Int'l Joint Research
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