2020 Fiscal Year Research-status Report

航空機の非定常現象発生メカニズム解明のための位相的データ解析

Research Project

Project/Area Number	19K12095
Research Institution	The University of Electro-Communications
Principal Investigator	千葉一永電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50450705)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	遷音速バフェット / パーシステントホモロジー / 空力センサ / 設計情報可視化
Outline of Annual Research Achievements	3次元のOAT15A超臨界翼に生じる遷音速バフェットの強度に対し，パーシステントホモロジーを用いて数学的に定量化し，位相幾何学が遷音速バフェットを時間的・空間的に捉えられるか検討した．過去の研究では，翼後縁付近から発生する圧力波の伝搬が衝撃波を振動させる要因である可能性が示唆されていたため，計算空間全体にモニタ点を配置し，全点に対してパーシステントホモロジーの処理を実施したところ，空力データ自体に存在する3次元性がデータ解析結果にはなく，任意の断面において，空間に配置された点より翼表面に配置されたモニタ点での応答値が桁違いの最大強度を出力する結果となった．この結果は，過去の研究で提示された圧力波の空間伝搬要因仮説を退ける結果となり，翼表面の出力値が最大になる，つまり，衝撃波の根本を動かす要因，衝撃波の発生要因そのものである，衝撃波前後の圧力差自体に発生要因が潜んでいることが示唆されたことになる．現在学術誌へ投稿中である．さらに，実機への本システムの搭載を考えると，翼表面に既に設置されている圧力センサをそのまま転用できるため，ハード的な処置は不要で，ソフトを組み込むだけで遷音速バフェットセンサという新たな空力センサシステムを実現できることを示したことも，成果である．なお，パーシステントホモロジーにより得られる結果をどのように可視化し，直感的な理解につなげるか，が課題として浮かび上がった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 当初3年で予定していた研究計画を既に前倒しで実施し，新たな課題を抽出して多面的に取り組めている状況のため．
Strategy for Future Research Activity	パーシステントホモロジーによって得られた結果の可視化方法を検討する．単純な可視化方法の検討では対応できないため，今回使用した3次元OAT15A翼周りの空力データに対し，別なデータ解析手法を適用するなど，多様な解析結果を用意し，適切な可視化方法を追究する．
Causes of Carryover	コロナ禍の影響で，当初予定していた2020年9月までのサバティカルを2020年3月で切り上げることとなり，2020年度使用する予定だった旅費や国際会議参加費用を執行しない状況になったため．現在既に複数の国際会議から発表の招待を受けている．旅費としては執行できないが，当初の想定以上の学会参加が見込まれるため，その費用として執行予定である．