Development of Airfoil Stall Suppression System Utilizing Smart Structure Sensor Actuators

• Project/Area Number: 21360412
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Aerospace engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: RINOIE Kenichi 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20175037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SUNADA Yasuto 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教 (50216488) ; IMAMURA Taro 東京大学, 大学院工学系研究科, 准教授 (30371115)
• Project Period (FY): 2009-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2012: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2010: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2009: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: 航空宇宙工学 / 流体工学 / 剥離流 / 流体制御

Research Abstract

Bursting phenomenon of a laminar separation bubble formed over an airfoil is known to be a cause of airfoil stalls. The aim of this research is to suppress bubble burst and to avoid airfoil stalls. A burst control plate is a device that enhances vortical structures formed inside the laminar separation bubble and can suppress bubble burst. This plate was combined with a smart structure sensor actuator system to work as an autonomous airfoil stall suppression system. It was demonstrated that this autonomous system works effectively for stall angle delay.

Research Products

• [Journal Article] 層流剥離泡制御による翼型失速抑制の可能性について (2013)
  • Author(s): 李家賢一
  • Journal Title: 日本航空宇宙学会誌 Volume: Vol.61, No.708 Pages: 8-13
• [Journal Article] Laminar Airfoil Modification Attaining Optimum Drag Reduction by Use of Airfoil Morphing (2011)
  • Author(s): Hiroharu Suzuki, Kenichi Rinoie, Asei Tezuka
  • Journal Title: Journal of Aircraft Volume: 47 Pages: 1126-1132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bubble Burst Control Using Smart Structure Sensor Actuators for Stall Suppression (2010)
  • Author(s): Chi Wai Wong and Kenichi Rinoie
  • Journal Title: J. Aircraft Volume: Vol.47, No.4 Pages: 1439-1442
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bubble Burst Control Using Smart Structure Sensor Actuators for Stall Suppression (2010)
  • Author(s): Chi Wai Wong, Kenichi Rinoie
  • Journal Title: Journal of Aircraft Volume: 47 Pages: 1439-1442
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bubble Burst Control for Stall Suppression on a NACA 631-012 Airfoil (2009)
  • Author(s): Chi Wai Wong and Kenichi Rinoie
  • Journal Title: J. Aircraft Volume: Vol.46, No.4 Pages: 1465-1468
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bubble Burst Control for Stall Suppression on a NACA 631-012 Airfoil (2009)
  • Author(s): Chi Wai Wong, 李家賢一
  • Journal Title: Journal of Aircraft 46 Pages: 1465-1468
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 複葉型超小型航空機の主翼揚力特性に関する実験 (2009)
  • Author(s): 秋山皓平、手塚亜聖、砂田保人、李家賢一
  • Journal Title: 日本航空宇宙学会論文集 57 Pages: 476-485
  • NAID: 10026121621
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Stall Suppression Effect of Bubble Burst Control Plate Accompanied by Aerodynamic Noise (2013)
  • Author(s): Takuma Komuro, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
  • Organizer: 2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology, Sunport Takamatsu
  • Place of Presentation: Takamatsu, Japan
  • Year and Date: 2013-11-21
• [Presentation] Experimental and Numerical Studies on Flow behind a Circular Cylinder Based on POD and DMD (2013)
  • Author(s): Masayuki Sakai, Yasuto Sunada, Taro Imamura and Kenichi Rinoie
  • Organizer: 2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology, Sunport Takamatsu
  • Place of Presentation: Takamatsu, Japan
  • Year and Date: 2013-11-21
• [Presentation] 前縁セレーション付きキャンバー翼における剥離制御効果に関する実験 (2013)
  • Author(s): 田中宏樹、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第45回流体力学講演会、2D15
  • Place of Presentation: 東京都江戸川区タワーホール堀切
  • Year and Date: 2013-07-05
• [Presentation] 翼型失速抑制時に剥離泡崩壊制御板が発生する空力音について (2013)
  • Author(s): 小室卓磨、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第45回流体力学講演会、1D10
  • Place of Presentation: 東京都江戸川区タワーホール堀切
  • Year and Date: 2013-07-04
• [Presentation] Experimental Study of Separation Control on Cambered Airfoil with Leading-edge Serration (2013)
  • Author(s): Hiroki Tanaka, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
  • Organizer: The 5th Aerospace Innovation Workshop
  • Place of Presentation: Univ. Tokyo, Tokyo, Japan
• [Presentation] 固有直交分解(POD)と動的モード分解(DMD)を活用した円柱まわりの流れ計測 (2013)
  • Author(s): 左海将之、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第45回流体力学講演会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀、東京都江戸川区
• [Presentation] 翼型失速抑制時に剥離泡崩壊制御板が発生する空力音について (2013)
  • Author(s): 小室卓磨、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第45回流体力学講演会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀、東京都江戸川区
• [Presentation] 前縁セレーション付きキャンバー翼における剥離制御効果に関する実験 (2013)
  • Author(s): 田中宏樹、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第45回流体力学講演会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀、東京都江戸川区
• [Presentation] Experimental and Numerical Studies on Flow behind a Circular Cylinder Based on POD and DMD (2013)
  • Author(s): Masayuki Sakai, Yasuto Sunada, Taro Imamura and Kenichi Rinoie
  • Organizer: 2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • Place of Presentation: Sunport Takamatsu, Takamatsu, Japan
• [Presentation] Stall Suppression Effect of Bubble Burst Control Plate Accompanied by Aerodynamic Noise (2013)
  • Author(s): Takuma Komuro, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
  • Organizer: 2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • Place of Presentation: Sunport Takamatsu, Takamatsu, Japan
• [Presentation] 矩形断面をもつ剥離泡崩壊制御板及びその組み合わせによる翼型失速抑制に関する実験 (2012)
  • Author(s): 中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第44回流体力学講演会、1B11
  • Place of Presentation: 富山市富山国際会議場
  • Year and Date: 2012-07-05
• [Presentation] 自律制御機構つき矩形断面型剥離泡崩壊制御板による翼型失速抑制について (2012)
  • Author(s): 小室卓磨、砂田保人、中村悠志、李家賢一
  • Organizer: 第44回流体力学講演会、1B10
  • Place of Presentation: 富山市富山国際会議場
  • Year and Date: 2012-07-05
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression Using Rectangular Bubble Burst Control Plate and Sensor Actuators (2012)
  • Author(s): Kenichi Rinoie, Takuma Komuro, Yushi Nakamura and Yasuto Sunada
  • Organizer: 6th AIAA Flow Control Conference, AIAA2012-2683
  • Place of Presentation: New Orleans, Louisiana
  • Year and Date: 2012-06-25
• [Presentation] 剥離泡崩壊制御板を用いた翼型失速制御について (2012)
  • Author(s): 李家賢一、中村悠志、Chi Wai Wong、砂田保人
  • Organizer: 平成23年度航空宇宙空力班シンポジウム、L6
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市東北大学
  • Year and Date: 2012-01-27
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression by Use of Rectangular Cross Section Burst Control Plates (2012)
  • Author(s): Yushi Nakamura, Kenichi Rinoie and Yasuto Sunada
  • Organizer: 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA-2012-0318
  • Place of Presentation: Nashville. Tennessee
  • Year and Date: 2012-01-09
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression Using Rectangular Bubble Burst Control Plate and Sensor Actuators (2012)
  • Author(s): Kenichi Rinoie, Takuma Komuro, Yushi Nakamura and Yasuto Sunada
  • Organizer: 6th AIAA Flow Control Conference
  • Place of Presentation: New Orleans, Louisiana
• [Presentation] 流れの可視化による前縁セレーション付きキャンバー翼における剥離制御効果の検証 (2012)
  • Author(s): 田中宏樹、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第44回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場、富山県富山市
• [Presentation] 自律制御機構つき矩形断面型剥離泡崩壊制御板による翼型失速抑制について (2012)
  • Author(s): 小室 卓磨、砂田保人、中村悠志、李家賢一
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第44回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場、富山県富山市
• [Presentation] 矩形断面をもつ剥離泡崩壊制御板及びその組み合わせによる翼型失速抑制に関する実験 (2012)
  • Author(s): 中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第44回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場、富山県富山市
• [Presentation] Investigation of Separation Control on Cambered Airfoil with Leading-edge Serration by Flow Visualization (2012)
  • Author(s): Hiroki TANAKA, Yasuto SUNADA and Kenichi RINOIE
  • Organizer: 2012 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • Place of Presentation: Jedu, Korea
• [Presentation] 自律型アクチュエーターを活用した翼型失速抑制システムの検討 (2011)
  • Author(s): Chi Wai Wong, 李家賢一、砂田保人
  • Organizer: 第43回流体力学講演会、2E13
  • Place of Presentation: 東京都新宿区早稲田大学
  • Year and Date: 2011-07-08
• [Presentation] 棒状平板の組み合わせによる翼型失速抑制に関する実験 (2011)
  • Author(s): 中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第43回流体力学講演会、2E12
  • Place of Presentation: 東京都新宿区早稲田大学
  • Year and Date: 2011-07-08
• [Presentation] HOFSASS ESPADA 翼の低速空力特性に関する実験 第二報 三分力計測 (2011)
  • Author(s): 田中宏樹、中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第43回流体力学講演会、2D9
  • Place of Presentation: 東京都新宿区早稲田大学
  • Year and Date: 2011-07-08
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression by Use of Smart Structure Sensor Actuators for NACA 631-012 (2011)
  • Author(s): Chi Wai Wong and Kenichi Rinoie
  • Organizer: 2011 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • Place of Presentation: Melbourlne, Australia
  • Year and Date: 2011-03-01
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression by Use of Smart Structure Sensor Actuators for NACA 631-012 (2011)
  • Author(s): Chi Wai Wong, Kenichi Rinoie
  • Organizer: 2011 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • Place of Presentation: オーストラリア、メルボルン市
  • Year and Date: 2011-03-01
• [Presentation] 層流剥離泡の準周期的挙動と失速抑制の可能性について (2010)
  • Author(s): 李家賢一
  • Organizer: 第48回飛行機シンポジウム、1D10
  • Place of Presentation: 静岡市静岡グランシップ
  • Year and Date: 2010-11-30
• [Presentation] 層流剥離泡の準周期的挙動と失速抑制の可能性について (2010)
  • Author(s): 李家賢一
  • Organizer: 第48回飛行機シンポジウム
  • Place of Presentation: 静岡県静岡市
  • Year and Date: 2010-11-30
• [Presentation] Behavior of Laminar Separation Bubble Formed on an Airfoil (2010)
  • Author(s): Kenichi Rinoie
  • Organizer: Tri-University Engineering Symposium on Aerospace Technology 2010
  • Place of Presentation: 韓国、ソウル市
  • Year and Date: 2010-10-25
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression by Use of Different Types of Bubble Burst Control Plates Placed on NACA 0012 Airfoil (2010)
  • Author(s): Kenichi Rinoie, Yasuto Sunada
  • Organizer: 2010 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • Place of Presentation: 中国、西安市
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] 部分的膜構造を模擬した翼型における失速制御の実験 (2010)
  • Author(s): 田中祐介、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第42回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 鳥取県米子市
  • Year and Date: 2010-06-25
• [Presentation] 部分的膜構造を模擬した翼型における失速制御の実験 (2010)
  • Author(s): 田中祐介、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第42回流体力学講演会、2D2
  • Place of Presentation: 鳥取県米子市米子コンベンションセンター
  • Year and Date: 2010-06-24
• [Presentation] HOFSASS ESPADA翼の低速空力特性に関する実験第一報表面圧力分布計測 (2010)
  • Author(s): 中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 会第42回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 鳥取県米子市
  • Year and Date: 2010-06-24
• [Presentation] Bubble Burst Control Using Smart Structure Sensor Actuators for Stall Suppression (2009)
  • Author(s): Chi Wai Wong and Kenichi Rinoie
  • Organizer: 39th AIAA Fluid Dynamics Conference, AIAA 2009-4277
  • Place of Presentation: San Antonio, Texas
  • Year and Date: 2009-06-25
• [Presentation] Bubble Burst Control Using Smart Structure Sensor Actuators for Stall Suppression (2009)
  • Author(s): Chi Wai Wong, 李家賢一
  • Organizer: 39th AIAA Fluid Dynamics Conference
  • Place of Presentation: Texas, U.S.A.
  • Year and Date: 2009-06-25
• [Presentation] 異なる翼型における層流剥離泡の崩壊抑制板がもたらす効果の違いについて (2009)
  • Author(s): 栗田聡、Chi Wai Wong, 李家賢一、砂田保人
  • Organizer: 第41回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 東京都調布市JAXA 調布航空宇宙センター
  • Year and Date: 2009-06-18
• [Presentation] 異なる翼型における層流剥離泡の崩壊抑制板がもたらす効果の違いについて (2009)
  • Author(s): 栗田聡、Chi Wai Wong, 李家賢一、砂田保人
  • Organizer: 第41回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 東京都調布市
  • Year and Date: 2009-06-18
• [Presentation] 棒状平板の組み合わせによる翼型失速抑制に関する実験
  • Author(s): 中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第43回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 東京都新宿区
• [Presentation] HOFSASS ESPADA翼の低速空力特性に関する実験 第二報 三分力計測
  • Author(s): 田中宏樹、中村悠志、砂田保人、李家賢一
  • Organizer: 第43回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 東京都新宿区
• [Presentation] 自律型アクチュエーターを活用した翼型失速抑制システムの検討
  • Author(s): Chi Wai Wong, 李家賢一、砂田保人
  • Organizer: 第43回流体力学講演会講演集
  • Place of Presentation: 東京都新宿区
• [Presentation] 低レイノルズ数における翼型周りの流れと翼型特性の一例
  • Author(s): 李家賢一
  • Organizer: 低レイノルズ数における翼周り流れに関する研究会
  • Place of Presentation: 静岡県熱海市
• [Presentation] Airfoil Stall Suppression by Use of Rectangular Cross Section Burst Control Plates
  • Author(s): Yushi Nakamura, Kenichi Rinoie and Yasuto Sunada
  • Organizer: 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting
  • Place of Presentation: Nashville. Tennessee, U.S.A.
• [Presentation] 剥離泡崩壊制御板を用いた翼型失速制御について
  • Author(s): 李家賢一、中村悠志、Chi Wai Wong、砂田保人
  • Organizer: 平成23年度航空宇宙空力班シンポジウム「航空宇宙工学における空気力学の挑戦2012」
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市