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機械学習法を活用した自律型翼型失速回避制御システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H03476
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(工学部), 教授 (20175037)

研究分担者 今村 太郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30371115)
砂田 保人  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50216488)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード航空宇宙工学 / 流体工学 / 剥離流 / 流体制御
研究成果の概要

本研究では、人工知能の手法である機械学習法を航空機周りの流れ場の制御、具体的には翼型の失速抑制制御に活用する。これまで失速抑制を可能とするために、剥離泡崩壊制御板を用いた制御装置を開発し、その装置を用ることで、翼型迎角の変化に対応して失速を抑制することに成功した。しかし、このシステムを動作させるためには、翼型が失速する流れ場の条件をあらかじめシステムに入力しておく必要があった。ここでは、失速の予兆をシステム自身が判断し、自律的に失速抑制を的確に行えることを目指して、機械学習法を活用した翼型失速抑制手法を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

航空機事故の一つの原因として、翼の失速があげられる。この航空機の失速を防止することは、航空安全の向上につながるため、航空工学上の重要な課題であるとともに社会的意義は高い。更に本研究では機械学習を活用して翼まわりの流れの制御を行うが、この成果を活用することで、流体力学的にも、一般的な流れの制御手法の高度化につながる。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] 機械学習制御を活用した動的駆動型剝離泡崩壊制御板による翼型失速抑制について2020

    • 著者名/発表者名
      浅井祥平、加藤健人、倭 誉、砂田保人、李家賢一
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 68 号: 5 ページ: 195-203

    • DOI

      10.2322/jjsass.68.195

    • NAID

      130007922502

    • ISSN
      1344-6460, 2432-3691
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 失速付近迎角において層流剝離泡から準周期的に放出される渦の挙動に関する実験2019

    • 著者名/発表者名
      加藤健人,砂田保人,李家賢一
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 67 号: 4 ページ: 111-118

    • DOI

      10.2322/jjsass.67.111

    • NAID

      130007687580

    • ISSN
      1344-6460, 2432-3691
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Flow Structure Developed in the Laminar Separated Region on the Airfoil with Actively Deflected Trailing-edge Flap2021

    • 著者名/発表者名
      Yuta Akama and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Studies on Behavior of Laminar Separation Bubble Formed on the Hofsass Espada Airfoil near Stall2021

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kawakami and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 翼型上層流剥離域内で発達する渦構造の立体モデル化および再付着現象との関連について2021

    • 著者名/発表者名
      崎田紘孝、今村太郎、李家賢一
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Study on Dynamic Bubble Burst Control Plate Actuation Utilizing Machine Learning for Stall Suppression2020

    • 著者名/発表者名
      Kento Kato, Shohei Asai and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      AIAA Aviation and Aeronautics Forum and Exposition 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 翼型失速付近迎角において剥離泡崩壊制御板設置時に前縁付近から放出される渦の挙動に関する実験2020

    • 著者名/発表者名
      加藤健人、浅井祥平、李家賢一
    • 学会等名
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020 オンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 時系列PIV計測による翼型上層流剥離域内での渦構造発達に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      崎田紘孝、李家賢一
    • 学会等名
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020 オンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた翼型まわり剥離流れの可視化画像による表面圧力推定2020

    • 著者名/発表者名
      川上理史、李家賢一
    • 学会等名
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020 オンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Behaviors of Vortices Emitted from the Laminar Separation Bubble near Airfoil Stall When Leading-edge Is Vibrated Actively2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Kato, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2019 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 翼型失速付近迎角において前縁振動時に層流剥離泡から放出される渦の挙動に関する実験2019

    • 著者名/発表者名
      加藤健人,砂田保人,李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第50期年会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数領域において翼型上に生じる剥離再付着流の再付着過程に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      服部準、砂田保人、今村太郎、李家賢一
    • 学会等名
      第51回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NACA0012翼型上に発生する層流剥離泡内の3次元渦構造に関する時系列PIV測定2019

    • 著者名/発表者名
      崎田紘孝、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      第51回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 剥離泡崩壊制御板を用いた翼型失速抑制について~高さ可変機構付き動的駆動部の機械学習制御~2019

    • 著者名/発表者名
      浅井 祥平、加藤健人、砂田 保人、李家 賢一
    • 学会等名
      第51回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Laminar Separation Bubble around the Trailing edge and a 15degree Deflected Flap Effect on a NACA 0012 at Low Reynolds Number2019

    • 著者名/発表者名
      Soufiane Cherroud, Jun Hattori, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      第51回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Designing Machine Learning Control Law of Dynamic Bubble Burst Control Plate for Stall Suppression2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Asai1, Homare Yamato, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      AIAA Science and Technology Forum and Exposition 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的駆動型剥離泡崩壊制御板を用いた翼型失速抑制 ~動的駆動パターンの影響~2019

    • 著者名/発表者名
      李家賢一, 倭 誉,浅井祥平,砂田保人
    • 学会等名
      平成30年度航空宇宙空力シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Experiments on a Dynamic Bubble Burst Control Plate for Airfoil Stall Suppression2018

    • 著者名/発表者名
      Homare Yamato, Shohei Asai, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      AIAA Aviation and Aeronautics Forum and Exposition 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and Numerical Studies based on POD on Separated Flow Formed on NACA0012 Airfoil at Low-Reynolds-Number2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Hattori, Yasuto Sunada, Taro Imamura, Yasir Ahmed Malik and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2018 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低レイノルズ数領域におけるNACA0012翼型上に生じる剥離流れに関する時系列流速分布測定2018

    • 著者名/発表者名
      服部準、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第49期年会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的駆動型剥離泡崩壊制御板による翼型失速抑制効果と剥離流れの準周期的挙動について2018

    • 著者名/発表者名
      倭 誉、浅井祥平、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      第50回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的駆動型剥離泡崩壊制御板に対する機械学習の適用について2018

    • 著者名/発表者名
      倭 誉、浅井祥平、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      第50回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 失速付近迎角において層流剥離泡から準周期的に放出される渦の挙動に関する実験2018

    • 著者名/発表者名
      加藤健人、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      第50回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数領域においてNACA0012翼型上に生じる剥離流れに対するPODとDMDの適用2018

    • 著者名/発表者名
      服部準、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      第50回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Performance of a Dynamic Bubble Burst Control Plate for Airfoil Stall Suppression2017

    • 著者名/発表者名
      Homare Yamato, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2017 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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