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数値的アプローチによる衝撃波安定・全速度流体解析手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J08498
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 航空宇宙工学
研究機関名古屋大学 (2012)
独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2011)

研究代表者

北村 圭一  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードCFD(数値流体力学) / 衝撃波不安定 / 全速度スキーム / 極超音速流れ / 低速流れ / 混相流 / 二流体モデル / 非構造格子 / 極超音波流れ
研究概要

研究テーマ「数値的アプローチによる衝撃波安定・全速度流体解析手法の研究」のうち,「衝撃波安定」という側面について,前年度に提案した新規手法(SLAU法,SLAU2法)を用い,その成果を論文や国際会議にて発表致しました.これらの手法は衝撃波を比較的安定に補足できる上に,既存手法のようなパラメタ依存性が無く,幅広い問題への適用可能性が期待されています.またこの成果から,極超音速流れにおける熱流束のシミュレーション技術を一歩,前進させました.更にその応用として,手法の複雑形状の宇宙機空力解析への適用や,非構造格子における新規手法の開発も行いました.
そして我々の手法の適用性を拡大し,より多くの問題に利用するため,1年間アメリカ合衆国へ渡航し,NASA Glenn Research CenterのLiou博士と協力しながら混相流の研究を行いました.混相流では低速から高速まで様々な速度領域が存在するため,「全速度」に対応できる手法が望ましく,この性質を備えた我々の手法(SLAU法,SLAU2法)は有望と言えます.私は現時点でこれらを気液二相流に拡張し,例えば空気の流れの中に置かれた液滴に衝撃波が干渉する問題を解く事ができるようにしました.この成果を今年度および次年度の国際会議で発表し,論文にまとめています.今後はこの手法の更なる発展として,粘性・キャビテーション流れ(=水中で飽和蒸気圧以下になると,自動的に気泡が生じる)への応用と,簡単かつロバストな界面補足(宇宙研・野々村博士と共同)についての研究を進めていく予定です.

現在までの達成度 (区分)
理由

平成25年度分辞退

今後の研究の推進方策

平成25年度分辞退

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (20件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Towards shock-stable and accurate hypersonic heating computations : A new pressure flux for AUSM-family schemes2013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: (印刷中(in press) ページ: 62-83

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2013.02.046

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical and Experimental Investigations of Epsilon Launch Vehicle Aerodynamics at Mach 1.52013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Nonaka, S., Kuzuu, K., Aono, J., Fujimoto, K., Shima, E
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Rockets

      巻: (印刷中(in press) 号: 4 ページ: 896-916

    • DOI

      10.2514/1.a32284

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multidimensional Numerical Noise from Captured Shock Wave and Its Cure2013

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K.(corresponding author)
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 51 号: 4 ページ: 992-998

    • DOI

      10.2514/1.j052046

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New approaches for computation of low Mach number flows2013

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K.
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: (印刷中(in press) ページ: 143-152

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2012.11.017

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbuncle Phenomena and Other Shock Anomalies in Three Dimensions2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E., Roe, P.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 50 号: 12 ページ: 2655-2669

    • DOI

      10.2514/1.j051227

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and Parameter-Free Second Slope Limiter for Unstructured Grid Aerodynamic Simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 50 号: 6 ページ: 1415-1426

    • DOI

      10.2514/1.j051269

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameter-Free Simple Low-Dissipation AUSM-Family Scheme for All Speeds2012

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K. (corresponding author)
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 49 ページ: 1693-1709

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] イプシロンロケットマッハ0.7空力特性についての風洞試験と数値解析2011

    • 著者名/発表者名
      北村圭一, 葛生和人, 入門朋子, 野中聡, 藤本圭一郎, 福添森康, 嶋英志
    • 雑誌名

      航空宇宙技術

      巻: 10 ページ: 43-50

    • NAID

      130000727699

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbuncle Phenomena and Other Shock Anomalies in Three Dimensions

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E., Roe, P.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and Parameter-Free Second Slope Limiter for Unstructured Grid Aerodynamic Simulations

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Extension of Two-Fluid AUSM Approach to Viscous Cavitating Flows2013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Liou, M.-S., Chang, C.-H
    • 学会等名
      ICMF2013 (International Conference on Multiphase Flow 2013)
    • 発表場所
      Jeju, Korea(発表確定)
    • 年月日
      2013-05-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Higher-Order Extension of Two-Fluid AUSM Approach in Compressible Multiphase Flows2013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Nonomura, T
    • 学会等名
      ICMF2013 (International Conference on Multiphase Flow 2013)
    • 発表場所
      Jeju, Korea(発表確定)
    • 年月日
      2013-05-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Simple Interface Sharpening Technique with Hyperbolic Tangent Function Applied to Compressible Two-Fluid Modeling2013

    • 著者名/発表者名
      Nonomura, T., Kitamura, K., Fujii, K
    • 学会等名
      Minisymposium - SIAM Conference on Computational Science & Engineering (CSE13)
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2013-03-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Comparative Study of AUSM-Family Schemes in Compressible Multiphase Flow Simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Liou, M.-S
    • 学会等名
      ICCFD7 (7th International Conference on Computational Fluid Dynamics)
    • 発表場所
      Big Island, Hawaii, USA
    • 年月日
      2012-07-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Slit Resonator Damping Estimation and Proposal of a New Geometry2012

    • 著者名/発表者名
      Hori, D., Shimizu, T., Kitamura, K., Kuzuu, K., Oyama, A
    • 学会等名
      18th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (33rd AIAA Aeroacoustics Conference)
    • 発表場所
      Colorado Springs, CO, USA
    • 年月日
      2012-06-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Extension of Recently-Developed AUSM-Family Schemes to Multiphase Flow Computations2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Liou, M.-S
    • 学会等名
      International Workshop on Future of CFD and Aerospace Sciences
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2012-04-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] New approaches of efficient and time accurate compressible CFD for unsteady low Mach number flows2012

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K.
    • 学会等名
      50th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition
    • 発表場所
      Nashville, Tennessee
    • 年月日
      2012-01-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 進化計算によるレゾネータ設計の最適化と大振幅時の減衰特性の検討2011

    • 著者名/発表者名
      堀暖, 清水太郎, 北村圭一, 大山聖
    • 学会等名
      第49回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス,横浜市港北区
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of a Reusable Sounding Rocket during Turnover2011

    • 著者名/発表者名
      Kuzuu, K., Kitamura, K., Fujimoto, K., Shima, E.
    • 学会等名
      The 8th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2011-08-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] On the Carbuncle Origins from Moving and Stationary Shocks2011

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 学会等名
      28th International Symposium on Shock Waves
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      2011-07-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 非構造格子空力シミュレーションのための第2制限関数2011

    • 著者名/発表者名
      北村圭一, 嶋英志
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場,新宿区
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] レゾネータの最適設計と大振幅時にあらわれる非線形性の検討2011

    • 著者名/発表者名
      堀暖, 清水太郎, 北村圭一, 大山聖
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場,新宿区
    • 年月日
      2011-07-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Slit Resonator Design and Damping Estimation in Linear and Non-linear Ranges2011

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, T., Hori, D., Kitamura, K., Daimon, Y., Oyama, A.
    • 学会等名
      41st AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2011-06-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Flow Simulation of a Reusable Sounding Rocket during Turnover2011

    • 著者名/発表者名
      Kuzuu, K., Kitamura, K., Fujimoto, K., Shima, E.
    • 学会等名
      41st AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2011-06-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A New Pressure Flux for AUSM-Family Schemes for Hypersonic Heating Computations2011

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 学会等名
      20th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2011-06-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] CFD Method for Aero-acoustics using All-speed Numerical Flux and Implicit Time Integration with Preconditioning2011

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K.
    • 学会等名
      20th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2011-06-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 数値流体力学(CFD)の研究と宇宙機開発への応用2011

    • 著者名/発表者名
      北村圭一
    • 学会等名
      東京大学大学院数理科学研究科/情報理工学系研究科「数値解析セミナー」#21
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス,目黒区駒場(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Aerodynamic Analysis on Epsilon Launch Vehicle2011

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Kuzuu, K., Nonaka, S., Irikado, T., Fujimoto, K., Shima, E.
    • 学会等名
      28th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2011-06-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Dynamic Characteristics of a Reusable Sounding Rocket during Turnover2011

    • 著者名/発表者名
      Kuzuu, K., Kitamura, K.. Fujimoto, K., Shima, E.
    • 学会等名
      28th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2011-06-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Flow Simulation of a Reusable Sounding Rocket2011

    • 著者名/発表者名
      Kuzuu, K., Kitamura, K., Fujimoto, K., Shima, E.
    • 学会等名
      ECCOMAS Thematic Conference : CFD & Optimization
    • 発表場所
      Antalya, Turkey
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/read0149739/?lang=japanese

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/read0149739/?lang=japanese

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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