2023 Fiscal Year Annual Research Report
Detailed Evaluation and Flow Structure Optimization for Applicable Knowledge Acquisition of Low-Speed/ High- Angle-of-Attack Aerodynamics of a Forward Swept Wing
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21K04480
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
金崎 雅博 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (10392838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松野 隆 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (90432608)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 前進翼 / 低速高迎角特性 / 高揚力装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では，超音速旅客機向けの前進翼に対する低速高迎角の空力現象解明と，高揚力デバイス設計の指針を得るための研究を進めた．2020年度においては，定常のReynolds平均Navier-Stokesソルバによる数値流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）を用い，複数の平面形に対して大まかな渦現象と空力特性についての把握を試みた．後退翼を含めた前縁前進角（負の後退角）をいくつか設定したうえで，それぞれに同条件の計算を行った．結果として，研究調書に記載した「後縁渦」についての仮説に対し，後縁後退角がその程度に影響していることなどが理解された．その後，2021年度にかけ，対応する風洞試験を実施した．表面流線などを可視化した結果，CFDと同様の傾向把握ができた．
2021年度からは，CFD評価においてはケース数を増やしつつ，Dettached Eddy Simulation（DES）による高物理忠実な計算を開始した．大局的な流れの傾向はRANSによるものと概ね一致を見た．さらに，渦放出の周期やその翼面上の影響範囲についても定量的に理解できた．この計算においても，後退翼を含めた前縁前進角（負の後退角）をいくつか設定し，平面形による相違なども観察できている．以上と並行し，体積力モデリングのコーディングを進め，流れの偏向による高揚力化が見込める前後縁スパン方向位置の把握を行った．その結果，後退翼と前進翼で最適な高揚力デバイスの配置が異なる可能性が示唆される結果を得ている．実際の前後縁単純フラップを装用した形態に関するDESも進めている．関係する国内発表が4件あり，国際発表論文も1件を予定している．
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