市場競争力に基づく新しい航空機設計法の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650939
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 大林 茂 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (80183028)
• Keywords: 航空機 / 翼設計 / 数値流体力学 / 設計最適化 / 多目的最適化 / 進化的計算法 / 自己組織化マップ / データマイニング

Research Abstract

本研究では、国産旅客機あるいはアジア版エアバスコンソーシアムによる航空機の開発を目指して、国際市場に参入するための市場の検討、CFDによる設計最適化法の研究を行った。特に、この研究を通じて超音速リージョナルジェット機の市場性を調べ、アジアを日帰り圏内とするような超音速によるリージョナル市場を見いだし、これに向けた機体開発を提案した。また、高度に展開された多目的進化的計算法とその超音速機主翼設計への応用は、世界的にも最先端の計算結果であり、高い評価を受けた。
多目的進化的計算法は複数の目的関数に対する妥協解(パレート解)の集合を同時に多数求める方法である。得られた解の集合から、異なる目的関数間のトレードオフを発見することができる。このことは目的関数が2つなら、目的関数空間における解の分布を図にプロットすることにより容易に発見できるが、目的関数が3つ4つと増えていくと、結果の解析は容易ではない。そこで高次元可視法として自己組織化マップを応用し、パレート解の自己組織化マップを作ることで、複数の目的関数間のトレードオフをデータマイニングする方法を提案した。この方法を超音速機主翼設計の結果に適用し、4つの目的関数間の様々なトレードオフを調べた。また、設計変数のマップを作ることで、設計変数間のクラスタを作ったところ、従来の設計方法に反映されている空力的な知識を再発見することができ、データマイニングの有効性を確認した。

Research Products

• [Publications] H.-J.Kim: "Aerodynamic Optimization of Supersonic Transport Wing Using Unstructured Adjoint Method"AIAAJournal. 39・6. 1011-1020 (2001)
• [Publications] H. - J. Kim: "Flap-Deflection Optimization for Transonic Cruise Performance Improvement of Supersonic Transport Wing"Journal of Aircraft. 38・4. 709-717 (2001)
• [Publications] 大林 茂: "超音速リージョナルジェット機"日本航空宇宙学会誌. 49・568. 110-114 (2001)
• [Publications] 大林 茂: "CFD利用の新段階-数値最適化"日本機械学会誌. 105・999. 2-7 (2001)