2011 Fiscal Year Annual Research Report
Fly By Light Power:低パワーによる飛躍的な高速空力性能の向上
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22226014
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐宗 章弘 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40215752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 武治 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90323047)
松田 淳 名城大学, 理工学部, 准教授 (80415900)
酒井 康彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20162274)
横田 茂 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30545778)
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| Keywords | 超音速流れ / 揚力 / 抗力 / レーザー / 乱流 |
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| Research Abstract |
流体機能の創成に関わる研究課題のうち、特に(1)プリカーサー効果および非対称エネルギー付加による圧力変調効果を利用したL/Dの増加、(2))バロクリニック効果を利用した低密度領域滞留時間・作用力積量の増加、(3)レーザーパルスが誘起する密度/速度乱れ場による衝撃波減衰について、衝撃波管、超音速風洞、正方形断面バリスティックレシジ、低速格子乱流風洞、高繰返しパルスレーザー、二次元軸対称非定常N-S(Navier-Stokes)方程式数値シミュレーションおよび診断計測を駆使して研究に取り組んだ。今年度特に進捗を得たことがらは、以下の通りである。(1)小さな試験部においても三分力が測定可能な円還型天秤を自作した。(2)上下対称な薄翼の下方にエネルギー付加することによって大きな揚抗比を得ることができることを数値シミュレーションにより示した。(3)衝撃波管内で発生した垂直衝撃波背後の低速流れを利用してレーザーパルスプラズマ列を発生させることに成功した。(4)低速風洞で生成した格子乱流と、自動化された小ブラスト発生装置で発生した弱い衝撃波との干渉実験を行い、3点での圧力履歴計測によって、背後過剰圧と伝播時間に弱い正の相関があることを明らかにした。(5)非対称位置へのエネルギー付与実験を行い、渦滞留および圧力変調の時間が対称位置からのずれに非常に敏感であることを明らかにした。(6)実験と軸対称非定常数値シミューレーション結果を比較することにより、付加レーザーパルスエネルギーの実効値を評価した。その結果、パルスレーザーの繰返し周波数が高くなるにつれてパルス時間幅が長くなり(ピークパワーが低くなり)、実効値が低下していることが明らかになった。
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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
空力特性を計測するための自作小型天秤の製作が完了し、今後パラメトリックな空力特性のデータ取得をする準備が整った。揚抗比向上のための手段は数値シミュレーションによって、方針が固まりつつある。衝撃波と乱流の干渉に関しては、基礎流体物理として重要な結果が得られており、現在論文執筆を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでマッハ数2の流れを中心に研究を進めてきたが、エネルギー付加による効果は、原理的により高いマッハ数で大きくなることが理論的に予測され、今後はより高いマッハ数領域まで研究対象を拡大する予定である。衝撃波と乱流の干渉については、これまでの成果を更に発展させるため、対向駆動式衝撃波管を新たに設計・製作する予定。バリスティックレンジ実験では、3次元模型射出のために、横長(アスペクト比1:2)の加速管を製作する。
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[Presentation] 格子乱流による弱い衝撃波の圧力変調2011
Author(s)
佐宗章弘, 高木大輔, 伊藤成良, 齊藤大輝, 竹矢憲司, 長田孝二, 酒井康彦
Organizer
第43回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2011
Place of Presentation
早稲田大学国際会議場(東京都)
Year and Date
2011-07-07
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