| 研究課題/領域番号 |
17H03474
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
永井 大樹 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70360724)
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| 研究分担者 |
大西 直文 東北大学, 工学研究科, 教授 (20333859)
丹野 英幸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主幹研究開発員 (30358585)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 感温塗料 / 空力加熱 / 境界層遷移 / 機能性分子センサ / 背面観測 / 高エンタルピー / 可視化 / 空力加熱計測 / 極超音速 / 遮光層 / 高温衝撃風洞 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，宇宙飛行体が大気再突入時に晒される高温・高圧環境から受ける空力加熱（物体に侵入する熱流束）分布を，非接触でかつ定量的に計測する光学計測手法を開発することである．特に従来の感温塗料を用いた計測技術に新たな発想(背面観測，遮光層の導入)を加えることにより，高エンタルピ流れにおける空力加熱の定量的な計測に取り組んだ. さらに，遮光層を有する感温塗料に用いた技術を応用して，低速流れでの境界層遷移位置の可視化も実施し，その位置検出の高精度推算に適用可能であることを示した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，宇宙機が大気圏に突入する際の空力加熱を非接触でかつ定量的に計測する光学計測手法を開発することを目的としている．この技術を開発することにより，機体に流入する熱流束を温度センサなどを多数埋め込むことなく，画像として捉えることができ，“どこ”に“どれくらい”の空力加熱が加わったのかを知ることが出来る．
この計測手法により，これまで未解明であった大気圏再突入時のような高エンタルピー条件下での機体周りの流れ場の現象解明に寄与し，またモデルや解法によりばらつきの大きかった数値解析（CFD）と直接比較できるデータベースとしての役割を持ち，その改良にも大きく役立つといえる．
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