| 研究課題/領域番号 |
16H03918
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
計算科学
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
山本 誠 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (20230584)
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| 研究分担者 |
福島 直哉 東海大学, 工学部, 特任講師 (80585240)
守 裕也 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80706383)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 計算力学 / マルチフィジックス / 着氷シミュレーション / ハイブリッド法 / ジェットエンジン |
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| 研究成果の概要 |
着氷は過冷却水滴が壁面に衝突して氷層を形成する現象であり，航空機・ジェットエンジン等において空力性能の低下など悪影響を及ぼすことが知られており，普遍的な着氷モデル及びシミュレーション手法の開発が求められてきた．本研究では，あらゆる気象条件に適用可能な粒子・格子ハイブリッド着氷予測手法を新たに構築することを目的とした．まず、霧氷・雨氷着氷の再現が可能な粒子法ベースの着氷モデルが開発された．次いで，本モデルを格子法の着氷コードに実装し，本手法が既存の予測法に比べて優れていることが示された．最後に，ジェットエンジン圧縮機翼の計算が行われ，本着氷予測コードが妥当な予測性能を有することが確認された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粒子/格子法ハイブリッド着氷予測手法を開発したことは，本研究が世界初である.本研究により着氷をより妥当に再現できるモデル及びシミュレーション手法が確立され，ジェットエンジンの着氷発生および着氷による空力性能低下のメカニズムが明らかとなった点は，高い工学的な価値を有する．また，本着氷予測コードを用いることにより，ジェットエンジンの信頼性向上・安全運転に多大な貢献が期待できる．さらに，風力タービン，自動車，鉄道，送電線などにおける着氷にも本研究成果を適用することが可能であり，各種機械の性能維持や事故防止に大いに貢献できるとともに，将来的には，エネルギー・環境問題に寄与するものと期待される．
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