| 研究課題/領域番号 |
10305071
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中橋 和博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
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| 研究分担者 |
澤田 恵介 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80226068)
井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
大林 茂 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (80183028)
山本 悟 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90192799)
福永 久雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664)
福西 祐 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60189967)
小濱 泰昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60006202)
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
35,200千円 (直接経費: 35,200千円)
2000年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
1999年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1998年度: 16,400千円 (直接経費: 16,400千円)
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| キーワード | 超音速旅客機 / 空気力学 / 最適設計 / 数値流体力学 / 乱流遷移 / 空力騒音 / 空力弾性 |
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| 研究概要 |
次世代超音速旅客機のための空力的問題を解決することを目指し、以下の研究成果を得た。
1 航空機の空力性能予測を精度良くかつ短時間で行うために非構造格子を用いた流体数値計算法を開発した。CADデータからの効率よい格子生成、陰的時間積分を用いた流体計算ソルバー等の独自計算法の提案を含む。
2 上記計算法を用い、航空宇宙技術研究所の超音速実験機打ち上げ形態の空力特性を明らかにした。特に、微小な形状変更が遷音速領域における空力特性に大きな影響を与えることを示すとともに、その物理的要因を明らかにした。
3 航空宇宙技術研究所の超音速実験機のロケットブースターからの分離シミュレーションを行うための新しいCFD手法を提案し、かつ分離時の空力係数の変化を明らかにした。この手法は今後、航空機の動的安定性試験等にも適用できよう。
4 超音速旅客機の離着陸時にデルタ翼上面に生じる前縁剥離渦に支配される流れを調べるため、渦同定法と解適合細分化を組み合わせた方法を提案し、渦崩壊の予測精度を上げた。
5 遷音速翼用に開発された逆設計法を超音速翼に拡張し、超音速翼設計コードを開発した。この手法は航空宇宙技術研究所の超音速実験機の主翼設計にも用いられた。この超音速逆問題設計法は、超音速機巡航時の揚抗比改善に最も効果があるとされている自然層流翼の設計に大きな役割を果たした。
6 最適化法の効率的なアプローチとして、非構造CFDにアドジョイント法を組み込んだ手法を開発した。この事により、翼単体・翼胴・翼胴+ナセル・翼胴+フラップ(遷音速時)の最適化が可能となった。
7 GAに基づく多目的最適設計アルゴリズムを開発し、超音速航空機翼の多目的最適化を行った。超音速と遷音速の抗力最小化、曲げモーメント、ピッチングモーメント最小化の4目的最適化設計を平面形、翼型など72の設計変数を用いて最適化し、優れた性能を持つアロー翼形状を見いだした。
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