2019 Fiscal Year Annual Research Report
Robust Aerodynamic Design Optimization considering Local Deformation based on Measured Data
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17K05148
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 大輔 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (60507903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 正人 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70462124)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 数値流体力学 / 直交格子法 / 流体解析 / レベルセット法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，流体解析と組み合わせた効率的なロバスト設計手法を構築することを目的として研究を進めた．その内容は，解析精度の高い直交格子法に基づく流体解析手法に対してレベルセット法を適用することで，飛行中の形状変化に伴う局所変形のばらつきを表現する手法を実現することである．これにより流体解析の回数を抑えた効率的なロバスト最適設計手法の構築が期待できることから．将来の航空機やデバイス等の設計高度化に貢献できる．
本手法実現の前提として，直交格子法に基づく流体解析手法の解析精度・信頼性の向上が不可欠であることから，低レイノルズ数領域下での非定常解析を実験と比較することで検証を行った．近年バイオミメティクス技術としても注目されている生物の飛翔解明の一環としてトンボの翅（コルゲート翼）を対象とし，微小変形として凹凸の有無を変えた非定常流体解析を行った．その結果，揚力係数に関して実験値と良い一致を示すと共に，微小な凹凸により変化する流れ場を明らかにした．
解析精度が明らかになったことで，円柱に対してレベルセット法による局所変形を行い，円柱周りの低レイノルズ数解析を実施した．円柱に対して微小な突起等を表すために局所変形による解析を行った結果，その局所変形に伴う流れ場の変化の傾向が確認できた．また，その局所変形は理論的に正しい流れ場を表していることから，本手法による効率的な局所形状変更法の有効性は示されたと考えられる．ただし，ロバスト設計に本手法を取り入れた解析手法を確立することはできず，今後の課題である．
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[Presentation] Experimental and Numerical Study on Unsteady Aerodynamic Characteristics2019
Author(s)
Daisuke Sasaki, Takeshi Akasaka, Masato Okamoto, Kentaro Ouchi, Yusuke Shikada, Yuya Yamaguchi, Shota Fukatsu, Akira Shirakawa, Hiroki Ohshima, Shigeru Obayashi, Koji Shimoyama
Organizer
Nineteenth International Symposium on Advanced Fluid Information
Int'l Joint Research
