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パラシュートのインフレーション過程における流体・構造物連成振動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17360409
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
研究機関東京農工大学

研究代表者

新井 紀夫  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (20126288)

研究分担者 高倉 葉子  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 助教 (10262239)
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
6,130千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 330千円)
2007年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2005年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワードパラシュート / 流体・構造物連成振動 / 実験手法 / 開傘過程 / 仮想質量
研究概要

本研究において対象としているパラシュート傘体そのものは「布」で作成されているためかなりの柔軟性を有するので,主として傘体内外の圧力差により,瞬時にその形状が決定され,その「柔らかさ」故の「流体・構造物連成振動」は,取り扱いにかなりの困難がある.より簡単な解析を行うため,近似的に,例え,パラシュートを変形しない剛体物体と仮定したとしても,物体と後流との間に極度に強い非線形性が出現する.パラシュートと流れ場との連成問題の解明を目的とし,後流特に物体近傍での流れの変動に焦点を絞った数値シミュレーションおよび可視化実験を実施し,パラシュートの動的挙動の解明に焦点を絞っている.
最初に,柔軟性の取り扱いにかなりの困難があるので,第一次近似として,パラシュートを変形しない凹状の物体と仮定した解析を行った.パラシュートは流れとの干渉により振り子のような振動運動を呈するが,これらの運動は加速度運動なので当然のことながら,「仮想質量」の効果を無視できないと思われるので,「仮想質量」の物体運動に対する効果を正確に見積もることを目的に振動物体の解析も行った.
パラシュートの開傘過程の2次元数値シミュレーションを行い,パラシュート収納時から開傘までを高精度にシミュレートし,開傘時の衝撃力の発生等実験で大まかに指摘されていることを精度良く捉えることに成功している.次に,仮想質量効果,可撓壁モデルについて論じ,実計算に適用した.実験結果とともにその振動パターンの分類を行い,パラシュートまわりの流れ場構造の詳細を明らかにした.さらに,今後明らかにすべき課題を示し,この手法の他分野への適用性についても大いに期待できることを示した.

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

    (34件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (13件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Flowfield around a Body with Elastic Walls2008

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N., FUJIKURA, K., and TAKAKURA, Y.
    • 雑誌名

      AMR Journal 33-37

      ページ: 1083-1088

    • 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] Study on Dynamic Characteristics of the 3-Dimensional Parachute-like Body with Consideration of Virtual Mass2008

    • 著者名/発表者名
      HOUZU, H., ARAI, N., and TAKAKURA, Y.
    • 雑誌名

      AMR Journal 33-37

      ページ: 1221-1226

    • 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] Flowfield around a Body with Elastic Walls2008

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N., FUJIMURA, K., TAKAKURA, Y
    • 雑誌名

      AMR J. 33-37

      ページ: 1083-1088

    • 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
  • [雑誌論文] Study on Dynamic Characteristics of the 3-D Parachute-like Body with Consideration of Virtual Mass2008

    • 著者名/発表者名
      HOUZU, H., ARAI, N., TAKAKURA, Y
    • 雑誌名

      AMR J. 33-37

      ページ: 1221-1226

    • 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
  • [雑誌論文] Flowfield around a Body with Elastic Walls2008

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N. and FUJIMURA, K.
    • 雑誌名

      AMR Journal 33-37

      ページ: 1083-1088

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Dynamic Characteristics of the 3-Dimensional Parachute-like Body with Consideration of Virtual Mass2008

    • 著者名/発表者名
      HOUZU, H., ARAI, N. and TAKAKURA, Y.
    • 雑誌名

      AMR Journal 33-37

      ページ: 1221-1226

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillation Pattern of Parachute and Concave Body2007

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N.
    • 雑誌名

      AIAA Paper

      ページ: 1-9

    • 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] Oscillation Pattern of Parachute and Concave Body2007

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-2531

      ページ: 1-9

    • 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
  • [雑誌論文] Oscillation Pattern of Parachute and Concave Body2007

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N. and HOUZU
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-2531

      ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 離散渦法を用いた仮想質量の簡易計算法2006

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫
    • 雑誌名

      日木航空宇宙学会論文集 54

      ページ: 36-38

    • NAID

      10020608100

    • 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] Dynamic Characteristics of a 2-Dimensional Parachute-like Body with Consideration of Virtual Mass2006

    • 著者名/発表者名
      HOUZU, H. and ARAI, N.
    • 雑誌名

      Proc. of 2006 KSAS-JSASS Joint Int. Sympo. on Aerospace Engineering

      ページ: 255-260

    • 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] Simplified Method of Virtual Mass by Using a Discrete Vortex Method2006

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 雑誌名

      J. of the Japan Soc. for Aero. and Space Sci. 54-624

      ページ: 36-38

    • NAID

      10020608100

    • 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
  • [雑誌論文] Dynamic Characteristics of a 2-D Parachute like Body with Consideration of Virtual Mass2006

    • 著者名/発表者名
      HOUZU, H., ARAI, N
    • 雑誌名

      Proc. of 2006 KSAS-JSASS Joint Int. Sympo. on Aerospace Engineering

      ページ: 255-260

    • 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
  • [雑誌論文] 凹状物体(パラシュート)の振動パターン2006

    • 著者名/発表者名
      寶渦寛之, 新井紀夫
    • 雑誌名

      第38回流体力学講演会講演論文集 38

      ページ: 237-238

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 離散渦法を用いた仮想質量の簡易計算法2006

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 54・624

      ページ: 36-38

    • NAID

      10020608100

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Inflation Process and Free Oseillation of Flexible Parachute-like Body2005

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N. and SUZUKI, K.
    • 雑誌名

      AIAA paper

      ページ: 1-7

    • 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] Inflation Process and Free Oscillation of Flexible Parachute-like Body2005

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N., SUZUKI, K.
    • 雑誌名

      ATAA Paper 2005-1610

      ページ: 1-7

    • 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
  • [雑誌論文] Inflation Process and Free Oscillation of Flexible Parachute-like Body2005

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N., Suzuki, K.
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2005-1610 2005

      ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] パラシュートの開傘過程の数値シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫, 中西 学
    • 雑誌名

      第37回流体力学講演会講演論文集 37

      ページ: 213-216

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 流体力により運動する凹状物体(パラシュート)まわりの流れ2008

    • 著者名/発表者名
      宝渦寛之, 新井紀夫, 高倉葉子
    • 学会等名
      第40回流体力学講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 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] Numerical Simulation of the Decelerating Parachute-like Body with Consideration of Virtual Mass2008

    • 著者名/発表者名
      HOUZU, H., ARAI, N., and TAKAKURA, Y.
    • 学会等名
      5th ECCOMAS(to be held in Venice)
    • 発表場所
      Convention Center in Venice
    • 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] 凹状物体(パラシュート)の振動特性2008

    • 著者名/発表者名
      宝渦寛之, 新井紀夫, 高倉葉子
    • 学会等名
      機械学会08会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 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] Dynamic Characteristics of the 3-dimensional Parachute-like Body after Inflation Process2008

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 学会等名
      40th Fluid Dynamics Conf.
    • 発表場所
      Tohoku Univ.
    • 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] Numerical Simulation of the Decelerating Parachute-like Body with Consideration of Virtual Mass2008

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 学会等名
      5th ECCOMAS
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 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] Oscillation Characteristics of Parachute and Concave Body2008

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 学会等名
      JSME 2008
    • 発表場所
      Yokohama
    • 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] 可撓壁を有する振動物体まわりの流れ2007

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫, 藤村弘太, 高倉葉子
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会
    • 発表場所
      (独)JAXA航空宇宙技術センター
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 可撓壁を有する振動物体まわりの流れ2007

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫, 藤村弘太, 高倉葉子
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会
    • 発表場所
      JAXA(旧航空宇宙技術研究所)
    • 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] Flowfield around a Body with Elastic Walls2007

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 学会等名
      39th Fluid Dynamics Conf.
    • 発表場所
      JAXA
    • 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] Oscillation Pattern of Concave Body (Parachute)2006

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 学会等名
      38th Fluid Dynamics Conf.
    • 発表場所
      Muroran Inst. of Tech.
    • 年月日
      2006-09-09
    • 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] 凹状物体(パラシュート)の振動パターン2006

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫、宝渦寛之
    • 学会等名
      第38回流体力学講演会
    • 発表場所
      室蘭工業大学
    • 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] Numerical Simulation of the Parachute in Inflation Process2006

    • 著者名/発表者名
      ARAI, N
    • 学会等名
      37th Fluid Dynamics Conf.
    • 発表場所
      Chiba Univ.
    • 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] ハラシュートの開傘過程の数値シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      新井紀夫、中西 学
    • 学会等名
      第37回流体力学講演会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 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
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~arailab/

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~arailab/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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