| 研究課題/領域番号 |
17K06168
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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 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
石川 仁 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (90311521)
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| 研究分担者 |
青野 光 東京理科大学, 工学部機械工学科, 助教 (10623712)
本阿弥 眞治 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (30089312)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | プラズマアクチュエータ / 抵抗低減 / モーフィング / 流れの制御 / 円板 / 流体抵抗 / 流体工学 / 航空宇宙工学 / 省エネルギー |
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| 研究成果の概要 |
本研究ではプラズマアクチュエータで形成するジェットや，ジェットの衝突で巻き上がる渦を利用して，流れの方向や強さを変えて，物体周囲の流れそのものを鈍い物体のものから流線形物体のそれに変化させることで流体抵抗を低減する，“フローモーフィング技術”を研究した．
軸対称物体の代表である円板の抵抗低減に成功し，その低減メカニズムを可視化と数値シミュレーションから考察した．円板のよどみ点付近に対向ジェットにより渦輪状の構造が形成され，周囲の流れが流線型に変化する場合と，円板端にジェットにより渦循環領域が形成され，それによりせん断層の剥離が抑えられる場合の2つの抵抗低減方法を提案した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で創発したフローモーフィング技術により，例が少ない鈍頭物体の円板の抵抗低減が行えたことは流体工学，とくに流れの制御の分野で学術的に大きな成果である．また鈍頭物体は車両や建築構造物に多く見られるので工学的な応用も広い．当初の目標とした低いレイノルズ数Re=5,000で抵抗低減の効果が得られたことは，低速走行中の自動車の燃費向上や，自然風によって生じる建築構造物の抵抗低減などにも応用でき，かつアクティブな流れ制御法として期待できる．
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