2000 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) |
澤田 恵介 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80226068)
井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
大林 茂 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (80183028)
山本 悟 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90192799)
福永 久雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664)
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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成立のための空力的問題の解決を目指し、以下の研究成果を得た。
1.前年度開発した超音速機詳細形状に対する数値計算法をNAL超音速実験機の上昇時モデルに適用し、遷音速領域における揚力増加の原因を明らかにした。
2.NAL超音速実験機のロケットブースター分離過程時の流れを独自の手法により数値計算し、空力係数変化の様子を明らかにした。
3.離着陸時の空力特性改善を目的として、デルタ翼高迎角流れの数値解析において前縁剥離渦を鮮明に捉えるための渦閉込め法を組込み、その効果と問題点を明らかにした。
4.多目的遺伝的アルゴリズムを高度化して超音速機主翼の最適設計問題に適用し、大域的な情報を調べることにより、実用的で性能の高い新しい超音速翼を提案した。
5.次世代超音速機として、超音速リージョナルジェットの概念設計を行った。この結果、運航費を見ると割高ではあるが、ビジネス用の料金設定では経済的に成立することがわかった。
6.超音速機で問題となる遷音速フラッターの解析のためのCFDツールを構築し、遷音速翼について精度良い解析が可能なことを確認した。
7.空力騒音低減のための基礎研究として、円柱周りの流れから発生する音波、衝撃波と渦の干渉により発生する音波、渦と渦の干渉により発生する音波の発生と伝播のメカニズムを数値計算により明らかにした。
8.超音速航行用エンジン内での高負荷翼列流れに対し、独自に開発した高解像差分法を適用し、三次元遷音速ガスタービン翼列流れに発生する衝撃波と後流の干渉流れを数値解析することに成功した。
9.航空機複合材翼構造の最適設計を行うべく、近似法に基づく振動特性最適化のための固有振動数の高精度・効率的再解析手法を提案し、片持板での数値計算により有効性を明らかにした。また、積層複合材構造最適化の研究動向を調べ、積層パラメータを用いた本手法が非常に有効であることを示した。
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[Publications] K.Nakahashi, 他: "An Intergrid-Boundary Definition Method for Overset Unstructured Grid Approach"AIAA Journal. 38・11. 2077-2084 (2000)
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[Publications] M.Murayama, 他: "Numerical Simulation of Vortex Breakdown Using Adaptive Grid Refinement with Vortex-Center Identification"AIAA Journal. (印刷中). (2001)
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[Publications] H-J.Kim, 他: "Aerodynamic Optimization of Supersonic Transport Wing Using Unstructured Adjoint Method"Proc.of the First International Conference on computational Fluid Dynamics,Lecture Notes in Physics,Springer. (印刷中). (2001)
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[Publications] D.Sasaki, 他: "Multiobjective Aerodynamic Optimization of Supersonic Wings Using Navier-Stokes Equations,,.2000"CD-ROM Proc.of ECCOMAS2000,Barcelona. (CD-ROM). (2000)
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[Publications] Satoru Yamamoto: "Numerical Simulation of Condensation around the 3-D Wing"Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 42・138. 182-189 (2000)
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[Publications] 亀山正樹: "近似法に基づく複合材構造の効率的振動特性最適化"日本機械学会論文集(C編). 66・649. 2912-2918 (2000)
