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空力加熱される炭化層内の輻射輸送現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K14251
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関鳥取大学 (2016)
名古屋大学 (2015)

研究代表者

酒井 武治  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90323047)

連携研究者 石田 雄一  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (20371114)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードアブレーション / 輻射加熱 / 低密度炭素材 / 空力加熱 / アーク加熱風洞 / 数値シミュレーション / 航空宇宙工学 / アブレ-ション / 低密度熱防御材 / 数値解析 / 炭素多孔質材 / 高温 / 輻射伝熱
研究成果の概要

本研究では,大気突入宇宙機の熱防御材として有用な低密度炭素基材および基材から製造したアブレータ炭化材の空力加熱環境での熱応答を実験的・数値的に調査した.特に,高温環境に曝された際の材料内輻射熱輸送が材料の断熱性に及ぼす影響を調べるため,当該材料の内部構造をX線CTで構築した3次元モデルを使い光線追跡シミュレーションで計算した輻射熱伝導率を導入した.この実効熱伝導率を組入れた数値解析法を,高温プラズマ風洞で加熱試験した各炭素系材料供試体の熱応答シミュレーションに適用し,輻射による熱輸送効果を定性的・定量的に明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Dual-Component Sensor Design for In Situ Ablation Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      (1)Sakai T., Nakazawa H., Dantsuka Y., Ishida Y., Kitagawa K., and Hirai K
    • 雑誌名

      Journal of Thermophysics and Heat Transfer

      巻: 31 号: 2 ページ: 307-317

    • DOI

      10.2514/1.t4843

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Radiative Transfer in a Low Density Ablative Material under Arcjet Flow Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Horiuchi, Takeharu Sakai, Tatsuzo Suzuki, Yuichi Ishida
    • 学会等名
      55th AIAA Aerospace Sciences Meeting
    • 発表場所
      ゲイロード・テキサン・リゾート&コンベンションセンター(米国テキサス州グレープヴァイン)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空力加熱されるアブレータ内の輻射伝熱の影響2017

    • 著者名/発表者名
      酒井武治,堀内拓未,石田雄一
    • 学会等名
      平成28年度 航空宇宙空力シンポジウム
    • 発表場所
      鳥羽シーサイドホテル(三重県鳥羽市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コンストリクタ型アーク加熱風洞高エンタルピ気流のCFD予測精度の現状2017

    • 著者名/発表者名
      今村謙一,酒井武治,荒谷貴洋,山田和彦,鈴木俊之,藤田和央
    • 学会等名
      2016年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか(神奈川県横須賀市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 空力加熱される炭素多孔質材内の輻射輸送2016

    • 著者名/発表者名
      酒井武治,堀内拓未,鈴木達三,石田雄一
    • 学会等名
      平成27年度航空宇宙空力シンポジウム
    • 発表場所
      San Diego, California
    • 年月日
      2016-01-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Radiative Transfer In A Rigid Carbon Material Under Arcjet Flow Condition2016

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Sakai, Takumi Horiuchi, Tatsuzo Suzuki, Hiroki Fukui, and
    • 学会等名
      AIAA Science and Technology Forum and Exposition (SciTech 2016)
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2016-01-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アーク加熱風洞の高エンタルピー気流の圧力特性2016

    • 著者名/発表者名
      今村謙一,藤田和央,荒谷貴洋,山田和彦,鈴木俊之,酒井武治
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/ 第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アーク加熱気流下の低密度炭素系熱防御材の熱応答2016

    • 著者名/発表者名
      堀内拓未,酒井武治,鈴木達三,藤田和央,鈴木俊之
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/ 第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 搭載型アブレーションセンサーユニットの計測 精度2016

    • 著者名/発表者名
      段塚裕貴,桑村航矢,酒井武治, 石田雄一,鈴木俊之,藤田和央
    • 学会等名
      2016年度日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 「アブレーションセンサーユニットによる低密度熱防御材料の炭化・表面損耗・温度同時計測2015

    • 著者名/発表者名
      段塚裕貴,桑村航矢,中澤寛典,北川一敬,平井研一,石田雄一,酒井武治
    • 学会等名
      平成27年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川県相模原市
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] アーク加熱気流下での炭素成形断熱材内部の輻射輸送効果2015

    • 著者名/発表者名
      堀内拓未,鈴木達三,福井大樹,鈴木俊之,石田雄一,酒井武治
    • 学会等名
      平成27年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川県相模原市
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] In-Situ Ablation Measurement of a Low Density Ablator Using an Embedded Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Dantsuka,Hirofumi Nakazawa,Kazutaka Kitagawa,Kenichi Hirai,Yuuichi Ishida,Takeharu Sakai
    • 学会等名
      30th ISTS(international Symposium on Space Technology and Science)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-07-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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