2008 Fiscal Year Annual Research Report
極超音速機・再使用型宇宙輸送機の高精度複合領域最適設計システムの構築
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19760562
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
土屋 武司 The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 准教授 (50358462)
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 再使用型宇宙輸送機 / 複合領域最適化 |
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| Research Abstract |
現在, 研究開発が進む極超音速機, 再使用型宇宙輸送機, またはその実験機などの先進的な航空機は技術課題が個々の技術分野に存在するだけでなく, 複数の分野に跨って存在する. ある推進エンジンまたは実験システムの機体コンセプトがどの程度実現性があるかを正確に評価するために, 各技術分野を統合した複合領域解析技術が必要であり, 最適な機体システムを設計するためには複合領域最適設計技術が重要である, 本研究は, これら先進的航空機の複合領域最適設計問題に高精度解析手法を適用し, 様式の異なる複数の機体コンセプトの特徴を客観的に精度良く比較検討する. そして, 与えられたミッションを実現するために最も実現性が高い機体コンセプトを求めることができるシステムを構築することを目的とする.
宇宙航空研究開発機構との共同研究によって以下のような研究成果を得た.
1. これまで, 計算負荷が大きな解析を含む最適化計算を行う際, 最適化計算を行う前に解空間全体を包含する詳細な応答曲面を作成してきた. しかし, 効率性を高めるため, 最適化計算前は荒い応答曲面を作成し, 最適化計算が進むにつれて詳細な応答曲面に更新する方法について検討した. 最適化計算用計算機にコーディングを開始し, 簡単な例題でその効果を調べた.
2. 航空機の重量解析法と空気力計算法の精度改善のために, 宇宙航空研究開発機構の高精度重量解析ソフト(HyperSizer), 数値流体解析プログラムを組み合わせて最適化計算を行うVadable Complexity Modeling(VCM)法を適用する検討を行った.
3. 極超音速実験機の概念設計にこれまでの研究成果を適用した. 自力で滑走離陸し極超音速まで加速するタイプ, ロケット打ち上げにより超音速まで加速するタイプ, 高々度気球から落下して極超音速まで加速するタイプについて, 本研究成果である複合領域最適設計システムを適用し, 各タイプの概念設計を行った.
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[Presentation] 高々度気球を用いた超音速飛行実験機の検討2009
Author(s)
丸祐介, 澤井秀次郎, 坂東信尚, 坂井真一郎, 徳留真一郎, 藤田和央, 田口秀之, 小林弘明, 小島孝之, 土屋武司, 門岡昇平
Organizer
平成20年度宇宙輸送シンポジウム
Place of Presentation
宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部
Year and Date
2009-01-20
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