2016 Fiscal Year Research-status Report
革新的空力設計技術確立に向けた全体安定性感度解析法の研究
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16K18312
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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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)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 全体安定性 / 非定常空気力学 / 数値流体力学 / 空力設計 / 圧縮性流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究を含む研究全体の最終目標は、「流れ場の非定常特性を望んだ方向へ変化させるにはどのように設計すればよいか」に対する具体的な判断を与える技術の開発である。本研究では、この目標を実現する手法として全体安定性感度解析法を開発し、その有効性を示す。
採用初年度である平成28年度には、当初計画の通り、3次元圧縮性流体に対する全体安定性解析および感度解析のコード開発および検証を実施した。具体的には、3次元圧縮性線形化ナビエストークス方程式およびそのAdjoint方程式の定式化を確認し、これらの方程式を用いた全体安定性解析プログラムを実装した。本プログラムを比較的簡単な流れ場である2次元円柱周り流れおよび2次元キャビティ流れに適用し、プログラムの検証を行った。開発したプログラムにより、世界的にも例がない３次元圧縮性流体の全体安定性感度解析が実施できるようになったため、今後はより実践的な流れ場を対象に適用し、その有効性を検証する予定である。
また、Adjoint方程式以外の感度解析法として、流れ場の安定性に対するバロクリニックトルクの影響を明らかにする安定性解析手法の検討を行った。本手法を２次元キャビティ流れの不安定モードに適用し、圧縮性によって生じるバロクリニックトルクがキャビティ流れの不安定モードの安定化に寄与していることを直接的に示すことに成功した。また、得られた結果を査読付論文としてまとめ、発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画の通り、３次元圧縮性流体に対する全体安定性解析およびその感度解析プログラムの開発が終了した。また、流れ場の安定性に対するバロクリニックトルクの効果を定量的に評価する手法の有効性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に開発した３次元圧縮性流体の全体安定性解析および感度解析プログラムを用いて、流れ場の効率的な制御のための検討を行う。流れ場の支配的な不安定現象の抽出、不安定現象の感度解析、それらによる制御手法の検討および実装という一連の解析を実際に行い、提案手法の有効性を調査する。
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| Causes of Carryover |
旅費およびワークステーション購入予定額の差分のため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
学会発表のための旅費に使用する予定である。
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