Heat Flux Prediction for Hypersonic Flows by Advanced Thermochemical Nonequilibrium Model

Research Project

Project/Area Number	24K07885
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
Research Institution	Kochi University of Technology
Principal Investigator	荻野要介高知工科大学, システム工学群, 講師 (90586463)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	極超音速 / 熱化学非平衡流 / 輻射熱輸送 / 原子・分子過程 / 空力加熱
Outline of Research at the Start	大気圏突入時に宇宙機が経験する過酷な対流・輻射加熱環境の高精度予測手法の確立が本研究の目標である. 加熱源となる高温高圧気流の熱化学非平衡性と輻射熱輸送の精細な記述が必須となるが, 本研究では世界標準手法を高精度化した新たな熱化学非平衡モデルを構築する. 具体的には, 従来簡略化されてきた流体内部における原子や分子の量子力学的状態ごとの励起分布の変動分を直接解くことで, 実現象に即した粒子間衝突反応と輻射発光を導入する. 極超音速流の気流試験と比較検証し, 世界的にも未確立で, 且つ我が国の近未来の宇宙開発において必須となる強力な解析手法と高信頼加熱率モデルを提案する.