Measurement of Flow Fields and Aerodynamics of Transonic Three-Dimensional Biplane Using Light Field Optics
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21K04495
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
樫谷 賢士 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80535279)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 可視化 / 遷音速 / 空力特性 / 風洞試験 / 超音速複葉翼 / シュリーレン / ライトフィールド光学系 / シュリーレン法 / 三次元流れ / ライトフィールド光学 / 空力測定技術 / 遷音速流れ / ブーゼマン複葉翼 / 抵抗低減 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，ライトフィールド光学系による流れに平行な任意断面の可視化が可能なフォーカシングシュリーレン装置を開発し，焦点深度が小さく高空間分解能で，一度の撮影で光軸方向任意断面の三次元流れ場を再構築できる測定法を確立する．さらに，低ソニックブームを目的としたブーゼマン複葉翼の遷音速流れで問題となる翼間閉塞と抵抗増加に対して，上翼と下翼の食い違い（スタッガー）と主翼前後縁のフラップに注目し，同測定法による空間流れ場の理解と空力測定により，三次元ブーゼマン複葉翼の抵抗低減について検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度は，主に風洞実験によりブーゼマン複葉翼の空力特性に関する実験に取り組んだ．はじめに，前年度からの引き続きで低速における三次元スタッガー形態のブーゼマン複葉翼機の低速空力特性を風洞天秤と後流積分法により調査した．その結果，翼翼端からの2つの翼端渦の相互作用が観察された。詳細に見ると流れ場は，迎え角を大きくすると上翼から発生した渦は，下翼から発生したもう一方の渦に取り込まれるように回転した．また，揚抵比L/Dはスタッガーによって増加することが明らかになった．
次に，遷音速に関する実験では間欠式の風洞として衝撃波管を用いた．主流マッハ数はM=0.6から0.8の範囲とし，翼弦長cに対して0.3cのフラップ展開角（曲げ高さ）を0.01cから0.07cの範囲として実験を進めた．流れの定量計測には点回折干渉計を用いた．その結果，フラップ無しの場合と前縁フラップの場合では、スロート（すなわち最小断面）部から後縁までの領域で干渉縞が非常に密に分布している．これは，局所的な流速が音速を超えると，流れが急速に膨張し（すなわちチョーキング），膨張に続いて衝撃波が形成されることを示していることが分かった．また，前縁フラップは翼要素間の衝撃波を抑制しないが，後縁フラップおよび前後縁フラップの形態では，翼要素間の干渉縞は相対的に減少し，これらのフラップ形態は，密度変動および通常の衝撃波の形成を抑制するのに有効であることが明らかになった．
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Report
(3 results)
Research Products
(16 results)
