2014 Fiscal Year Annual Research Report
「数値航空機」の展開と応用－次世代流体・運動力学統合シミュレーションの研究
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24560192
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松野 謙一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (70252541)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 数値流体力学 / シミュレーション技術 / 航空宇宙工学 / 飛行力学 / 運動力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、現行プロトタイプの「数値航空機」に対する基盤理論・技術をさらに発展、応用・展開するもので最終目標の「数値実機試験」システム構築のための研究であり、研究方法の改良・発展を行いつつ、実証研究を行う。研究項目は、次の６項目である。１．アルゴリズムの改良、２．流体力学・飛行力学連成シミュレーションの実現と検証、３．ジェット推進、プロペラ推進機構の導入、４．「数値ヘリコプタ」、５．「数値サッカーボール」「数値ブーメラン」モデルの作成と実証、６．前・後処理、途中処理の導入。
各研究項目に対し、研究が予想以上に進展し、前年度までに主要部分はほとんど完成した。したがって、平成26年度は、本課題の最終年度でもあり、計画通り実証計算をメインに進めた。個々の研究項目について平成26年度の実績も含めて得られた成果をまとめる。１．アルゴリズムの改良は、構造・非構造格子系、圧縮・非圧縮流体の両方に対する計算コードを完成させ、問題なく動くようにした。新たな試みとして、水面近くの物体の動きが水面に及ぼす影響を見るため、自由表面流れへのアルゴリズムの拡張を進めた。２．連成シミュレーションについては、弱連成、強連成ともに、結果に差異がないことが分かった。３．推進機構の導入については、より困難なプロペラ推進機構について、プロペラを実際回転させて推力を生み出す完全な形で導入を果たした。４。数値ヘリコプタについては、チルトローター機「オスプレイ」を対象モデルとし、回転翼の動きも含めプロトタイプモデルを構築した。特に、スライド格子を組み合わせより滑らかな二軸可動プロペラ回転機構を再現した。５．数値ブーメランについては、実物ブーメランの飛翔実験を追加で実施し、実験結果と比較・検証を行いその有効性を実証した。６．前・後処理、途中処理については、計算効率化のためＧＰＵに対応するようにコードを書き換えた。
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