2003 Fiscal Year Annual Research Report
非線形力学的手法による遷音速フラッタの非線形数学モデルの構築
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15560684
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
松下 洸 福井大学, 工学部, 教授 (90334804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中道 二郎 宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, リーダー
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| Keywords | 国際研究者交流 / デンマーク:ハンガリー / 航空機 / 遷音速フラッタ / リミット・サイクル振動 / ホップ分岐 |
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| Research Abstract |
1.研究対象翼模型のナビエ・ストークス数値解析コードに基づくフラッタ解析
平成13年度実施の予備解析結果を再整理・吟味した。解析結果では遷音速フラッタ特有のリミット・サイクル振動(LCO)現象を捕らえているが、翼模型中央部の舵面駆動モータ内蔵部分の膨らみで急激な圧力変化を生ずる点に解析上の困難が生じ、解析結果に問題が生じていることが判明した。現在再解析の準備中である。
2.数値結果に基づく数学モデルの検討
数値解析結果を取り込む数学モデルの準備として数学的に誘導した非線形数学モデルに物理的考察を加えてフラッタを生ずる2モードに非線形項を導入した。この結果LCOの分岐特性が風洞実験分岐特性と大変良く一致するように改良された。この結果はデンマークの共同研究者と共同で国際会議に発表した。この結果に基づいて数学モデル構築の方策について研究者をデンマーク及びハンガリーへ派遣して協議した。デンマークでは共同研究者から非線形力学における最近の関連記事が紹介され、一般座標と一般空気力の非線形関係に着目する数学モデル構築の当初の方針が妥当であることが確認された。
3.風洞試験模型の改修設計
数値解析上の困難を生ずる翼中央部の翼厚部分を極力なくすべく、現在入手可能な高性能、小型DCモータを調査し、その換装の可能性を翼模型の製造業者へ委託して検討した。同時に翼自体の経年劣化の調査とその補修設計も委託した。その結果モータ自体は小型化されるが、減速機の小型化は図られていないために翼厚減少の程度は限られることが判明した。さらに翼厚減少の改修経費は次年度予定の予算を大幅に上回る見積もりが示された。以上から次年度は翼模型の改修については経年劣化の補修にとどめ、翼厚部分の解析困難については数値上解析可能な範囲で翼厚を変化させた解析を実施してその傾向から実翼厚の結果を予測する方法をとることとした。
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[Publications] H.Matsushita, T.Miyata, M.Kawai, E.Mosekilde: "Nonlinear Mathematical Modeling of Aircraft Wing Flutter in Transonic Range"Proceedings of International Conference on Physics and Control 2003. 1-1. 195-199 (2003)
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[Publications] K.Imamura, T.Miyata, H.Matsushita: "Mathematical Model Improvement for the Nonlinear Characteristics of Transonic Flutter"Proceedings of JSASS 17th International Sessions. (2003)
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[Publications] H.Matsushita: "Present Status of Research on Aeroelastic Systems at the University of Fukui"Proceedings of Pukyong National University - Fukui University International Symposium 2003 for Promotion of Research Coo. (2003)
