| 研究課題/領域番号 |
16K06891
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
小柳 潤 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 准教授 (60386604)
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| 研究協力者 |
福田 泰大
榛葉 謙太
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | CFRPアブレータ / 大気圏再突入 / 熱防御システム / 数値シミュレーション / 層間はく離 / マルチフィジックス連成解析 / 数値解析 / マルチフィジックス / 熱防御材 / CFRP / 熱伝導 / 内部ガス圧 / 層間剥離 / 複合材料 / ＣＦＲＰ / Ablator / DIC / 急速加熱試験 |
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| 研究成果の概要 |
CFRPアブレータの急速加熱時に発生する層間はく離の発生メカニズムを同定し，数値シミュレーションを実施することで，定量的に層間はく離の発生予測が可能となる手法を確立した．数値解析は，熱伝導，炭化等の化学反応，発生したガスの流動，内部圧力によるはく離発生のマルチフィジックス連成解析を実施した．JAXA所有のアーク風洞を使用して，数値シミュレーション結果の妥当性を検討した結果，実験と解析では良い一致を示した．未知の環境における層間はく離の発生を予測できる技術を習得した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
将来人類が地球外で生活するようになったときに，地球への帰還技術は極めて重要となる．本研究は，大気圏再突入時の熱防御材料の信頼性に関わる重要な研究である．本研究により最も汎用的に熱防御材料として使用されるであろうCFRPアブレータの損傷発生メカニズムを明らかにした．これを踏まえて熱防御システムを設計することで地球帰還への高信頼化に繋がる．人類の宇宙開発に重要な意味を持つ研究成果となる．
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