| Project/Area Number |
21K14349
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo (2023)
Japan Aerospace EXploration Agency (2021-2022) |
|---|
Principal Investigator |
Yamashita Rei 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20804644)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
|
|---|
| Keywords | 全空間シミュレーション / 空間進行法 / ソニックブーム / カットオフ / セカンダリーブーム / 衝撃波 / CFD / 数値流体力学 / 超音速流 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
超音速機から発生するソニックブームは、準１次元音響解析で評価されてきたが、その適用範囲は衝撃波が回折する前までに限定されている。本研究では、空間進行法を用いた全空間・高速シミュレーション法を構築し、ソニックブームが消失するまでの全領域に亘る世界でも例のない3次元直接解析を実現する。そして、回折領域を透過した波によるカットオフブーム、及び回折衝撃波によるセカンダリーブームの減衰・消失機構を解明し、ソニックブームの大規模構造を明らかにする。
|
| Outline of Final Research Achievements |
Sonic boom emanating from a supersonic aircraft has been evaluated using quasi-one-dimensional acoustic analysis in which shock wave diffraction cannot be analyzed. In this study, a fast full-field direct simulation method using a space marching method was developed for investigating three-dimensional sonic boom propagation through a stratified atmosphere. Full-field simulations were made to clarify lateral cutoff phenomenon in which shock waves propagating obliquely downward are diffracted due to atmospheric temperature variation with altitude, and secondary sonic booms in which shock waves propagating upward are diffracted over an aircraft, reaching the ground.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
超音速機から発生する衝撃波がもたらす爆発音（ソニックブーム）は、次世代超音速旅客機を導入する上で最も重要な課題である。本研究では、前例のない複雑なソニックブーム現象の直接シミュレーションに成功し、飛行試験以外では評価が困難とされてきた、実在大気中で生じる衝撃波の回折現象を明らかにした。これらの成果は、国際民間航空機関（ICAO）で議論されているソニックブームの基準策定や超音速旅客機の開発促進に繋がるものである。
|
