大気圏再突入カプセルに関する大規模流体シミュレーションデータの疎性モデリング解析

• Project Area: Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
• Project/Area Number: 16H01563
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 大道 勇哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (40733168)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: スパースモデリング / 航空宇宙工学 / 数値流体力学 / 流体工学 / 固有直交分解 / 動的モード分解 / モデル選択

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、大規模流体シミュレーションデータに対するスパースモデリング解析の有効性を実証する。また、スパースモデリングを用いて、大気突入カプセル背後に生じる非定常な流れの支配的な空間構造及びその動的な構造・メカニズムを明らかにする。
採用２年目である平成２９年度には、当初計画の通り、大気突入カプセル周りの流れ場の動的モード分解（DMD)解析および圧縮センシング解析を行った。その結果、カプセル背後の複雑な流れ場から４つの特徴的な空間構造を明らかにした。特に、大気突入カプセルの動不安定現象との関係性が示唆される長い時間スケールを持つ新たな流体現象を発見した。また、本研究課題で提案したスパースモデリング解析法を後退翼上の３次元バフェット現象に適用し、後退翼上のバフェット現象に特有の空間構造（バフェットセル）とその振る舞いを明らかにした。
本研究課題の研究成果は査読付論文としてまとめているところである。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Preconditioned dynamic mode decomposition and mode selection algorithms for large datasets using incremental proper orthogonal decomposition (2017)
  • Author(s): Yuya Ohmichi
  • Journal Title: AIP Advances Volume: 7 Issue: 7 Pages: 075318-075318
  • DOI: 10.1063/1.4996024
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Numerical Investigation of Transonic Buffet on a Three-Dimensional Wing using Incremental Mode Decomposition (2017)
  • Author(s): Yuya Ohmichi, Takashi Ishida, and Atsushi Hashimotmo
  • Organizer: 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA SciTech Forum
  • Place of Presentation: Grapevine, Texas, USA
  • Year and Date: 2017-01-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Numerical Study of Coherent Structures Around a Re-entry Capsule using Proper Orthogonal Decomposition (2017)
  • Author(s): Gunpei Morikami, Yuya Ohmichi, Keiichi Ishiko, and Masahiro Kanazaki
  • Organizer: 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA SciTech Forum
  • Place of Presentation: Grapevine, Texas, USA
  • Year and Date: 2017-01-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 大気突入カプセルの動不安定につながる亜音速非定常流の動的モード分解解析 (2017)
  • Author(s): 小林憲司、大道勇哉、金崎雅博
  • Organizer: 第31回数値流体力学シンポジウム
• [Presentation] オンライン主成分分析の大規模CFDデータへの適用 (2016)
  • Author(s): 大道勇哉，橋本敦
  • Organizer: 第48回流体力学講演会／第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2016-07-07