A Challenge to Measurement of Low Reynolds Number Unsteady Aerodynamics Using Localized Plasmon Resonance

• Project/Area Number: 25K01415
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 永井 大樹 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70360724)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡部 花奈子 東北大学, 工学研究科, 助教 (30847249) ; 伊神 翼 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (80980490)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2025: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
• Keywords: 局在プラズモン共鳴 / 低レイノルズ数 / 感圧塗料 / 非定常 / 空気力計測

Outline of Research at the Start

本提案では，航空宇宙分野で発展著しい低速で飛行する小型無人航空機（低レイノルズ数流れ）に働く非定常空気力を定量的に計測することを目標とし，ナノマテリアル技術を駆使した革新的な光学計測技術の開発を行う．具体的には，表面修飾技術による発光色素の吸着を利用したポリマレス感圧塗料を作製することで圧力感度の飛躍的改善を行い，また，均質なシリカ粒子で被覆された金属ナノ粒子を用いることで局在表面プラズモン共鳴現象を誘起し，発光量をこれまでの数十倍程度に増大させる．これらが達成できれば，信号雑音比が飛躍的に改善し，これまで計測が困難とされてきた微小変動圧力の計測技術が跳躍的に発展するといえる．