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スマートストラクチャ素子を用いた翼型失速回避制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17360406
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東京大学

研究代表者

李家 賢一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20175037)

研究分担者 砂田 保人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (50216488)
手塚 亜聖  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (50361506)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
11,910千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 810千円)
2007年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2006年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2005年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード翼型失速 / 層流剥離泡 / 失速制御 / スマートストラクチャ素子
研究概要

翼型上に層流剥離泡が存在しているとき、迎角を増やしていくと突如再付着しなくなり層流剥離泡が崩壊する現象が起きる。この崩壊現象が起こると翼の揚力は急激に減少し、前縁失速を生じる。一方、層流剥離泡内において剥離泡の崩壊時に、剥離流れ場が低周波で振動を起こす現象が知られている。
本研究の目的は、層流剥離泡の崩壊現象を解明し、翼型前縁失速を回避する制御方法を確立することであるが、そのために、層流剥離泡内で観察される非定常的な挙動について詳しい知見を得ること、剥離泡の崩壊を制御できる制御機構を翼型上に設置することで翼型失速の回避制御を可能にすること、更にはスマートストラクチャとして活用できる薄膜ピエゾ素子を活用した崩壊制御機構を用いて剥離流れ場を制御する試みを行うこと、以上三点に関する研究を行うこととした。その結果、
層流剥離泡の非定常的な挙動について詳しく明らかにすることができた。
次に新たに構想した層流剥離泡の崩壊制御板を用いることによって翼型失速が高い迎角まで生じさせないことが可能であることを初めて示すことに成功した。
更には、上記崩壊制御板の効果を更に高めるためにスマートストラクチャを活用する試みをおこない、その効果をある程度は確認した。
これに関連して、通常の翼型と異なるキャンバーを有した薄翼に着目し、その上に生じる層流剥離泡の挙動についても明らかにした。このような翼型の失速制御については今後の課題である。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Surface Pressure Distributions on a 4% Circular Arc Airfoil at Low Reynolds Number2008

    • 著者名/発表者名
      Tezuka, A., Sunada, Y. and Rinoie, K.
    • 雑誌名

      Journal of Aircraft 印刷中(掲載確定)(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Pressure Distributions on a 4% Circular Arc Airfoil at Low Reynolds Number

    • 著者名/発表者名
      Tezuka, A., Sunada, Y., Rinoie, K.
    • 雑誌名

      Journal of Aircraft, 2008, accepted for publication

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 4%キャンバー翼型およびNACA0012翼型の低レイノルズ数における空力特性2008

    • 著者名/発表者名
      手塚亜聖、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      「航空宇宙工学における空力研究」シンポジウム
    • 発表場所
      静岡県伊豆の国市
    • 年月日
      2008-01-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Aerodynamic Characteristics of 4% Cambered-Plate and NACA0012 Airfoil at Low Reynolds Numbers2008

    • 著者名/発表者名
      Tezuka, A., Sunada, Y., Rinoie, K.
    • 学会等名
      Aerospace Aerodynamics Symposium
    • 発表場所
      Izunokuni, Shizuoka
    • 年月日
      2008-01-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 4%キャンパー翼型およびNACAOO12翼型の低レイノルズ数における空力特性2008

    • 著者名/発表者名
      手塚 亜聖、砂田 保人、李家 賢一
    • 学会等名
      平成19年度シンポジウム「航空宇宙工学における空力研究」
    • 発表場所
      静岡県伊豆の国市
    • 年月日
      2008-01-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 翼型上に生じる層流剥離泡の崩壊制御による失速抑制効果について2007

    • 著者名/発表者名
      李家賢一、奥野真史、砂田保人
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2007
    • 発表場所
      東京都目黒区
    • 年月日
      2007-08-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Burst Control of Laminar Separation Bubble and Airfoil Stall Suppression2007

    • 著者名/発表者名
      Rinoie, K., Okuno, M., Sunada, Y.
    • 学会等名
      2007 Japan Fluid Dynamic Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Meguro, Tokyo
    • 年月日
      2007-08-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Airfoil Stall Suppression by Use of a Bubble Burst Control Plate2007

    • 著者名/発表者名
      Rinoie, K., Okuno., M., Sunada, Y.
    • 学会等名
      25th AIAA Applied Aerodynamics Conference
    • 発表場所
      Miami
    • 年月日
      2007-07-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Burst Suppression of Laminar Separation Bubbles Formed on a NACA0012 Airfoil-Part 2 PIV Measurements2007

    • 著者名/発表者名
      Okuno, M., Rinoie, K., Sunada, Y.
    • 学会等名
      39th Fluid Dynamic Conference
    • 発表場所
      Chofu
    • 年月日
      2007-07-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Airfoil Stall Suppression by Use of a Bubble Burst Control Plate2007

    • 著者名/発表者名
      Rinoie, K., Okuno., M. and Sunada, Y.
    • 学会等名
      25th AIAA Applied Aerodynamics Conference
    • 発表場所
      Miami, U.S.A.
    • 年月日
      2007-06-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Airfoil Stall Suppression by Use of a Bubble Burst Control Plate2007

    • 著者名/発表者名
      Rinoie, K., Okuno., M. and Sunada
    • 学会等名
      25th AIAA Applied Aerodynamics Conference
    • 発表場所
      Miami,U.S.A.
    • 年月日
      2007-06-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] NACA0012翼型上に生じる層流剥離泡の崩壊抑制に関する実験的研究 第2報 PIV計測2007

    • 著者名/発表者名
      奥野真史、李家賢一、砂田保人
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会
    • 発表場所
      調布市
    • 年月日
      2007-06-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] NACA0012翼型上に生じる層流剥離泡の崩壊抑制に関する実験的研究 第2報 PIV計測2007

    • 著者名/発表者名
      奥野 真史、李家 賢一、砂田 保人
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会講演集
    • 発表場所
      東京都調布市
    • 年月日
      2007-06-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Experimental and Numerical Study on 4% Cambered-Plate Airfoil at Low Reynolds Numbers2007

    • 著者名/発表者名
      Tezuka, A., Sunada, Y., Rinoie, K.
    • 学会等名
      38th JSASS annual meeting
    • 発表場所
      Chofu
    • 年月日
      2007-04-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 4%キャンバー翼の低レイノルズ数空力特性に対する実験的及び数値的研究2007

    • 著者名/発表者名
      手塚亜聖、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第38期年会講演会
    • 発表場所
      調布市
    • 年月日
      2007-04-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 4%キャンパー翼の低レイノルズ数空力特性に対する実験的及び数値的研究2007

    • 著者名/発表者名
      手塚 亜聖、砂田 保人、李家 賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第38期年会講演会
    • 発表場所
      東京都調布市
    • 年月日
      2007-04-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] NACA0012翼型上に生じる層流剥離泡の崩壊抑制に関する実験的研究2006

    • 著者名/発表者名
      奥野真史、李家賢一、砂田保人
    • 学会等名
      第38回流体力学講演会
    • 発表場所
      室蘭市
    • 年月日
      2006-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Burst Suppression of Laminar Separation Bubbles Formed on a NACA0012 Airfoil2006

    • 著者名/発表者名
      Okuno, M., Rinoie, K., Sunada, Y.
    • 学会等名
      38th Fluid Dynamic Conference
    • 発表場所
      Muroran
    • 年月日
      2006-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 翼型上で発生する層流剥離泡の失速付近で観察される準周期的挙動について2006

    • 著者名/発表者名
      李家賢一、田中啓之、砂田保人
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2006
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2006-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Laminar Separation Bubble Formed on an Airfoil and its Quasi-Periodical Behavior near Stall2006

    • 著者名/発表者名
      Rinoie, K., Tanaka, H., Sunada, Y.
    • 学会等名
      2006 Japan Fluid Dynamic Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2006-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 失速付近の翼型上で発生する層流剥離泡の準周期的挙動について2006

    • 著者名/発表者名
      李家賢一、田中啓之、砂田保人
    • 学会等名
      「デトネーション利用推進機関システムの構築」シンポジウム
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2006-01-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Quasi-Periodic Behavior of Laminar Separation Bubble Formed on an Airfoil near Stall2006

    • 著者名/発表者名
      Rinoie, K., Tanaka, H., Sunada, Y.
    • 学会等名
      Detonation Propulsion System Symposium
    • 発表場所
      Matsuyama
    • 年月日
      2006-01-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 失速付近の翼型上で発生する層流剥離泡の準周期的挙動に対するPIV計測とウェーブレット解析の同期実験2005

    • 著者名/発表者名
      田中啓之、李家賢一、砂田保人
    • 学会等名
      第37回流体力学講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2005-09-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Synchronous Experiments Using PIV measurements and Wavelet Analysis on Quasi-Periodic Behavior of Laminar Separation Bubble Formed on an Airfoil near Stall2005

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, H., Rinoie, K., Sunada, Y.
    • 学会等名
      37th Fluid Dynamic Conference
    • 発表場所
      Chiba
    • 年月日
      2005-09-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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