1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10305071
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中橋 和博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福西 祐 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60189967)
小濱 泰昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60006202)
大林 茂 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80183028)
井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
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| Keywords | 超音速旅客機 / 空気力学 / 最適設計 / 数値流体力学 / 乱流遷移 / 空力騒音 |
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| Research Abstract |
次世代超音速旅客機のための空力的問題を解決することを目指し、以下の研究成果を得た。
1.超音速機全機体周りの流れの数値解法として、詳細形状の計算を可能にする非構造格子法を開発、これを用いてNAL超音速実験機の詳細な空力解析を行った。また、離着陸時の空力特性改善のためのデルタ翼高迎角流れの数値解析を行い、渦崩壊の様子を詳細に計算機上で再現した。
2.生物進化を模擬した遺伝的アルゴリズムを用いて超音速旅客機主翼の空力最適設計を行った。多目的遺伝的アルゴリズムの高度化と、実用問題への応用として線形理論、非粘性CFDコ-ド、ナビエ・ストークスコードと段階を踏んだ最適化を行い、大域的なトレードオフの情報を調べることにより、新しい超音速翼の平面形を提案した。
3.後退翼を模擬した圧力印加物体付き後退平板を用いて風洞実験を行い,後退翼での乱流遷移機構を詳細に調べ,その機構を考慮した吸い込み法により効率の良い層流制御の見通しが得られた。
4.後退翼を模擬した傾斜円柱表面の3次元境界層中に点源撹乱を導入し、横流れ・流線曲率の2種類の不安定波モードが後退角に応じて強さを変えて生じる過程を数値シミュレーションにより研究した。
5.超音速機の作り出す騒音の発生原因の一つである「衝撃波と渦の干渉現象」及び「渦と渦の干渉現象」をとりあげ、高精度数値計算法により音波を近似なしに直接求めることにより、騒音発生のメカニズムと発生する音の性質を明らかにした。
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[Publications] Kazuhiro Nakahashi: "Applications of Unstructured Hybrid Grid Method to High-Reynolds Number viscous Flows"International Journal for Numerical Methods in Fluids. Vol.31. 97-111 (1999)
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[Publications] Hisao Fukunaga: "Stiffness and Damage Identification of Laminated Plates Using Static Deflection"J. Reinforced Plastics and Composites. Vol.18. 1173-1185 (1999)
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[Publications] Akira Oyama: "Euler/Navier-Stokes Optimization of Supersonic Wing Design Based on Evolutionary Algorithm"AIAA Journal. Vol.37. 1327-1329 (1999)
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[Publications] 佐々木大輔: "次世代超音速輸送機主翼の超音速と遷音速巡航の多目的最適化"日本航空宇宙学会誌. 47巻551号. 464-469 (1999)
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[Publications] S.Jeong: "Supersonic Wing Design with twist Specification"Inverse Problems in Engineering. Vol.7,No.6. 519-535 (1999)
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[Publications] Osamu Inoue: "Sound Generation by Shock-Vortex Interactions"Journal of Fluid Mechanics. Vol.380. 81-116 (1999)
