| 研究課題/領域番号 |
16H04585
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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 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
鈴木 宏二郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (10226508)
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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 |
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | 航空宇宙工学 / 粉体流 / 数値流体力学 / 圧縮性流体力学 / 衝突現象 / バリスティックレンジ / ダスト流れ / シールド |
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| 研究成果の概要 |
ダスト粒子が高濃度に存在する空間を物体が高速で移動すると、粒子は高速衝突により破砕され微粒子化の後、凝集してより高密度のダスト雲を形成する。この不可逆過程をマクロに表現するため、圧縮するが膨張しない流体モデルを構築し、その数値シミュレーション手法を開発した。また、粒子をシート状に落下させ、面内に飛行体を発射することで、上記の現象を観察する実験装置を開発した。物体前方では衝撃波構造が形成され、背面では粒子のない航跡が残るなど、本モデルは実験結果をよく再現した。実験装置は折りたたみ可能な布製耐ダストシールドの開発、数値モデルは天体形成シミュレーションなど、様々な応用が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
衝突して粉砕、微粒子化して、さらにそれらが合体、凝集していく高濃度の高速粉体流れをマクロに表現するために圧縮するが膨張はしない流体という、通常の流体にはない性質を持つ新しいモデルを構築し、流体力学の適用可能性を広げたことが学術的意義である。小惑星探査機はやぶさ２に代表されるように宇宙探査に対する科学的興味は天体表面の観察に留まらず、その内部構造へと広がりつつある。一方、地上では、火山の噴火などにおいて高濃度ダスト流の現象が安全に直接関わってくる。それらを理解し、身を守るシールド開発などへとつなげていくことが大切である。本研究成果はそれらの要望に応えるための基礎となっている。
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