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2011 Fiscal Year Annual Research Report

革新的ソニックブーム低減技術の地上実証研究

Research Project

Project/Area Number 23246144
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大林 茂  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80183028)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 秀昭  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30170343)
浅井 圭介  東北大学, 工学研究科, 教授 (40358669)
永井 大樹  東北大学, 工学研究科, 准教授 (70360724)
斎藤 務  室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (00302224)
川添 博光  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (40260591)
Keywordsソニックブーム / 超音速流れ / 地上実験 / 光学計測 / 最適化
Research Abstract

ソニックブームを含めた地上における超音速実験機の設計・評価システムを構築し、超音速複葉翼理論に基づく低ブーム超音速機形状の実用性を実証する。
特に低ブーム性を地上実験により実証するため、流体科学研究所の共用設備である2段軽ガス銃実験設備を改修し、飛行姿勢の計測を行うとともに、2次元圧力計測システムを構築し、3次元複雑形状の自由飛行実験を可能にするソニックブーム地上実験装置を開発する。
低ブーム超音速機形状の空力性能を確認するためには、バリスティックレンジ実験だけでなく、超音速風洞実験が必要であるが、これにはデータ生産性を上げるために流体科学研究所が所有する超音速風洞を利用する。この風洞は通常の力計測のために設置されたものではないので、天秤装置を自作して風洞の用途を広げる。また、この風洞は通風時にマッハ数を変えることができないので、非定常実験にはJAXA宇宙科学研究所の超音速風洞を必要に応じて利用する予定である。
低ブーム超音速機形状の設計には、超音速複葉翼理論に基づき数値流体力学(CFD)を駆使して、理想的な3次元翼胴形態を決定する。従来の設計変数に対する応答曲面法を非定常応答まで拡張した方法を開発し、非定常最適化による設計探査を行う。また、遠方場でのソニックブームを高精度に評価するため、温度・密度・湿度などの変化を伴う大気乱流中を長距離伝播する微弱なソニックブームのシミュレーション技術も開発する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ソニックブームのシミュレーション技術では、発表学生が学生講演賞を取るなど優れた成果が上がった。また、2段軽ガス銃実験設備の改修も順調に終了した。

Strategy for Future Research Activity

2段軽ガス銃実験設備の改修が順調に終了し、今年度はいよいよバリスティックレンジでの自由飛行実験のための計測システムを構築する年である。特に非軸対称物体の計測に努力したい。また、昨年度は超音速風洞での力計測に向けて準備を進めたい。

  • Research Products

    (42 results)

All 2012 2011

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (34 results)

  • [Journal Article] 小型・軽量・安価な縦3分力天秤の開発2012

    • Author(s)
      末村紘志
    • Journal Title

      日本機械学会中国四国支部第50期総会・講演会論文集

      Volume: No.1118(CD-ROM) Pages: 1-2

  • [Journal Article] 惑星大気突入飛行技術向上を目的とした極超音速衝撃波管の開発2012

    • Author(s)
      吾郷祥太
    • Journal Title

      日本機械学会中国四国学生会第42回学生員卒業研究発表講演会講演論文集

      Volume: No.1308(CD-ROM) Pages: 1-2

  • [Journal Article] テーパ型超音速複葉翼の始動特性と翼端板効果2012

    • Author(s)
      藤園崇
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会論文集

      Volume: 第60巻1号 Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 胴体先端形状修正による翼胴型超音速複葉翼機のソニックブーム低減化2011

    • Author(s)
      大久保正幸
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会論文集

      Volume: Vol.59 Pages: 119-125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shock stand-off distance of a solid sphere decelerating in transonic velocity range2011

    • Author(s)
      T.Saito
    • Journal Title

      Shock Waves

      Volume: Vol.21 Pages: 483-489

    • DOI

      10.1007/s00193-011-0323-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical analysis of weak shock attenuation resulting from molecular vibrational relaxation2011

    • Author(s)
      K.Hatanaka
    • Journal Title

      Shock Waves

      Volume: Vol.21 Pages: 121-129

    • DOI

      10.1007/s00193-011-0301-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strategy to diagnose ultra-lean (Φ<0.6) premixed flames by acetone-OH simultaneous PLIF with one-laser and one-detector combination2011

    • Author(s)
      Y.Nakamura
    • Journal Title

      Journal of Visualization

      Volume: Vol.14 Pages: 75-84

    • DOI

      10.1007/s12650-010-0066-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of the Unburned-Gas Temperature and Lewis Number on the Intrinsic Instability of High-Temperature Premixed Flames2011

    • Author(s)
      S.Kadowaki
    • Journal Title

      Journal of Thermal Science and Technology

      Volume: Vol.6 Pages: 376-390

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二次噴流による超音速ノズル流れの方向制御2012

    • Author(s)
      山田耕平
    • Organizer
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-03-09
  • [Presentation] 半球容器内での衝撃波伝播における数値解析2012

    • Author(s)
      安田章悟
    • Organizer
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-03-09
  • [Presentation] 超音速インテーク流れの実験的数値解析的研究2012

    • Author(s)
      中島嵩平
    • Organizer
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-03-09
  • [Presentation] 複数の周波数成分を持つ周期パターンを背景とした高感度・高解像度BOS法の開発2012

    • Author(s)
      畠中和明
    • Organizer
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-03-08
  • [Presentation] 衝撃波を用いた材料生成2012

    • Author(s)
      廣田光智
    • Organizer
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-03-08
  • [Presentation] 超音波定在波による噴流の偏向効果と火炎の安定化2011

    • Author(s)
      辻拓也
    • Organizer
      第49回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      20111205-20111207
  • [Presentation] 腐食合成と噴霧燃焼の組み合わせによるアルミナ微粒子の生成2011

    • Author(s)
      岡田晃一
    • Organizer
      第49回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      2011-12-06
  • [Presentation] 半球容器内での衝撃波爆縮の数値解析2011

    • Author(s)
      畠中和明
    • Organizer
      第49回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      2011-12-05
  • [Presentation] 高温高圧下におけるエタノール/空気予混合火炎の燃焼反応機構の解析2011

    • Author(s)
      大上泰寛
    • Organizer
      第49回燃焼シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      神奈川県(横浜市)
    • Year and Date
      2011-12-05
  • [Presentation] 高温予混合火炎の数値解析:未燃ガス密度一定条件下における火炎面の不安定性2011

    • Author(s)
      門脇敏
    • Organizer
      第49回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      神奈川県(横浜市)
    • Year and Date
      2011-12-05
  • [Presentation] High-accuracy Calculation for Aerodynamic Heating Using Temperature-Sensitive Paint2011

    • Author(s)
      Nishigata, K.
    • Organizer
      Eighth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] Evaluation of Aerodynamic Characteristics of a Triangular Airfoil at Low Reynolds Number and High-Subsonic Mach Number2011

    • Author(s)
      Suwa, T.
    • Organizer
      Eighth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] Development of Force Balance for Its Application to a Silent Supersonic Biplane Model in Low Speed Wind Tunnel2011

    • Author(s)
      H.Kawazoe
    • Organizer
      IFS Collaborative Research Forum (AFI/TFI-2011)
    • Place of Presentation
      Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2011-11-09
  • [Presentation] Effect of Electron Behavior in front of Shock Wave on Thermo-Chemical Process Behind the Shock Wave2011

    • Author(s)
      G.Yamada
    • Organizer
      IFS Collaborative Research Forum (AFI/TFI-2011)
    • Place of Presentation
      Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2011-11-09
  • [Presentation] Turbulent Combustion of Model Coal-gasification Syngas at High Pressure2011

    • Author(s)
      H.Kobayashi
    • Organizer
      The Eleventh International Symposiumu on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)
    • Place of Presentation
      Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2011-11-09
  • [Presentation] Instability of High-Temperature Premixed Flames2011

    • Author(s)
      S.Kadowaki
    • Organizer
      The Eleventh International Symposiumu on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)
    • Place of Presentation
      Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2011-11-09
  • [Presentation] 高温高圧下におけるエタノール予混合火炎の燃焼メカニズムに関する研究2011

    • Author(s)
      大上泰寛
    • Organizer
      日本機械学会熱工学コンファレンス2011
    • Place of Presentation
      静岡県(浜松市)
    • Year and Date
      2011-10-29
  • [Presentation] BOS法による複葉翼から発生する圧力波の可視化2011

    • Author(s)
      米山拓也
    • Organizer
      第49回飛行機シンポジウム
    • Place of Presentation
      金沢歌劇座
    • Year and Date
      2011-10-26
  • [Presentation] 大気温度の不確定性を考慮したソニックブーム解析手法の開発2011

    • Author(s)
      小野大地
    • Organizer
      第49回飛行機シンポジウム
    • Place of Presentation
      金沢歌劇座
    • Year and Date
      2011-10-26
  • [Presentation] Sonic Boom Analysis Considering Multiple Atmospheric Uncer tainties Using a Polynomial Chaos Method2011

    • Author(s)
      Daichi Ono
    • Organizer
      The 6th SNU-Tohoku University Joint Workshop on Next Generation Aero Vehicle
    • Place of Presentation
      SNU, Seoul, Korea
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] Applications of Multi-Objective Design Exploration (MODE) to a Regional Jet Design2011

    • Author(s)
      Shigeru Obayashi
    • Organizer
      2011 KAIST, TIT, Tohoku University and HIT Joint Workshop on Multidisciplinary Design Problems
    • Place of Presentation
      KAIST, Daejeon, Korea
    • Year and Date
      2011-10-06
  • [Presentation] Multidisciplinary Design Exploration Applied to Supersonic Aircraft2011

    • Author(s)
      Shigeru Obayashi
    • Organizer
      EUROGEN2011
    • Place of Presentation
      Italian Aerospace Research Center, Capua, Italy
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] SUPERSONIC WIND TUNNEL EXPERIMENT ON AERODYNAMIC CHARACTERISTICS AND WINGLETS EFFECTS OF THE TAPERED SUPERSONIC BIPLANE2011

    • Author(s)
      Takashi Fujisono
    • Organizer
      ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011
    • Place of Presentation
      ACT CITY Congress Center, HAMAMATSU, Japan
    • Year and Date
      2011-07-28
  • [Presentation] Computations of flow field around an object decelerating from supersonic to subsonic velocity2011

    • Author(s)
      T.Saito
    • Organizer
      28th International Symposium on Shock Waves
    • Place of Presentation
      The University of Manchester, Manchester U.K.
    • Year and Date
      2011-07-22
  • [Presentation] Numerical and Experimental Studies of Fluidic Thrust Vectoring2011

    • Author(s)
      L.Li, M.Hirota, T.Saito
    • Organizer
      28th International Symposium on Shock Waves
    • Place of Presentation
      The University of Manchester, Manchester U.K.
    • Year and Date
      2011-07-21
  • [Presentation] 感温塗料による空力加熱計測手法の高精度化2011

    • Author(s)
      西潟一樹
    • Organizer
      第39回可視化情報シンポジウム
    • Place of Presentation
      工学院大学
    • Year and Date
      2011-07-19
  • [Presentation] Experimental Flow Visualization of Supersonic Free Jet Utilizing Acetone LIF2011

    • Author(s)
      K.Hatanaka
    • Organizer
      28th International Symposium on Shock Waves
    • Place of Presentation
      The University of Manchester, Manchester U.K.
    • Year and Date
      2011-07-18
  • [Presentation] Numerical analysis of weak-shock attenuation resulting from molecular vibrational relaxation2011

    • Author(s)
      K.Hatanaka
    • Organizer
      28th International Symposium on Shock Waves
    • Place of Presentation
      The University of Manchester, Manchester U.K.
    • Year and Date
      2011-07-18
  • [Presentation] 低レイノルズ数・高亜音速領域における三角翼型の空力特性の評価2011

    • Author(s)
      諏訪哲也
    • Organizer
      第43回流体力学講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2011-07-07
  • [Presentation] Experimental and Numerical studies of Effect of Nozzle Geometry on Supersonic Free Jets2011

    • Author(s)
      K.Hatanaka
    • Organizer
      11th Asian Symposium on Visualization
    • Place of Presentation
      Toki Messe (Nigata Convention Center) Niigata, Japan
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] PSP Measurement of Pressure Distribution on a Cambered Airfoil for Mars Exploration Airplane2011

    • Author(s)
      Nose, K.
    • Organizer
      The 11th Asian Symposium on Visualization
    • Place of Presentation
      Toki Messe (Nigata Convention Center) Niigata, Japan
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] Evaluation of Temperature-Sensitive Paint using Thermographic Phosphor by Hypersonic Aerodynamic Heating2011

    • Author(s)
      Sawamura, R.
    • Organizer
      The 11th Asian Symposium on Visualization
    • Place of Presentation
      Toki Messe (Nigata Convention Center) Niigata, Japan
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] 高温予混合火炎の固有不安定性に関する数値解析:未燃ガス密度一定条件下における温度の影響2011

    • Author(s)
      門脇敏
    • Organizer
      第48回日本伝熱シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      岡山県(岡山市)
    • Year and Date
      2011-06-01
  • [Presentation] MULTIOBJECTIVE TEST PROBLEMS FOR AEROSPACE DESIGN OPTIMIZATION2011

    • Author(s)
      Shigeru Obayashi
    • Organizer
      ECCOMAS thematic conference CFD & OPTIMIZ ATION
    • Place of Presentation
      Zeynep Golf Resort hotel, Antalya, Turkey
    • Year and Date
      2011-05-24

URL: 

Published: 2013-06-26  

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