研究課題
国際共同研究加速基金(帰国発展研究)
スクラムジェットエンジンを用いた宇宙輸送システムについて、遺伝的アルゴリズムや機械学習に基づく代替モデルによる最適化手法に加え、次元削減・深層学習に基づく流れ場の予測や感度解析など、情報科学分野の技術を融合したアプローチにより、本研究は当初構想の枠を超え進展した。極超音速で流入する気流を圧縮・減速する役割を果たすインテークに関し、動圧を一定に保ちながら加速上昇する飛行経路において、複数の作動条件を考慮し圧縮効率や抵抗など複数の性能変数に関する多設計点同時最適化を実施し、燃焼器については、衝撃波の入射やキャビティを用いた燃料混合の促進や化学反応を含む超音速燃焼に関する数値解析により、ロバストかつ高効率なインテークと燃焼器の設計ならびに性能と物理現象の関連に関する重要な知見を獲得した。また、インテーク・燃焼器内で衝撃波・燃料噴射による複雑な干渉の生じる流れ場に関して、低次元化や深層学習を適用し、高速かつ高精度な流れ場予測を実現し、それに基づく性能評価を用いた最適化および感度解析・不確定性解析といった新手法を開発した。さらに、自由曲線により柔軟に表現した燃料噴射孔の形状に関し、多設計点において代替モデルとGPUによる大規模な多目的同時最適化や、化学反応モデルの低次元化やロケットを統合した複合サイクルエンジンの燃焼モード遷移に関する研究をJAXAや海外の大学と共同で実施し、有益な洞察を得た。ロケットブースターとスクラムジェットを用いた完全再使用型宇宙往還機システムを考案し、空力性能や加熱を考慮した多設計点同時最適化や、打ち上げから上昇加速・分離を経て宇宙空間まで到達するシークエンスについても、空力・推進特性を考慮した飛行経路の多目的同時最適化を実施し、システム全体の成立性に関する検証および分析を行うためのフレームワークを構築し、ロケットのみを用いた宇宙輸送に対する優位性を示した。
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TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES
巻: 66 号: 5 ページ: 164-173
10.2322/tjsass.66.164
Physics of Fluids
巻: 35 号: 4 ページ: 046120-046120
10.1063/5.0148974
Acta Astronautica
巻: 194 ページ: 59-75
10.1016/j.actaastro.2022.01.036
巻: 34 号: 3 ページ: 036109-036109
10.1063/5.0080272
Aerospace Science and Technology
巻: 130 ページ: 107931-107931
10.1016/j.ast.2022.107931
巻: 130 ページ: 107879-107879
10.1016/j.ast.2022.107879
Journal of Propulsion and Power
巻: 38 号: 6 ページ: 973-988
10.2514/1.b38854
巻: 195 ページ: 465-480
10.1016/j.actaastro.2022.03.016
巻: 111 ページ: 106531-106531
10.1016/j.ast.2021.106531
巻: 113 ページ: 106676-106676
10.1016/j.ast.2021.106676
巻: 116 ページ: 106829-106829
10.1016/j.ast.2021.106829
巻: 187 ページ: 43-60
10.1016/j.actaastro.2021.05.027
Progress in Aerospace Sciences
巻: 126 ページ: 100742-100742
10.1016/j.paerosci.2021.100742
巻: 33 号: 10 ページ: 106110-106110
10.1063/5.0064724
巻: 37 号: 6 ページ: 850-867
10.2514/1.b38383
巻: 169 ページ: 50-65
10.1016/j.actaastro.2019.12.033
Journal of Spacecraft and Rockets
巻: 57 号: 3 ページ: 603-611
10.2514/1.a34584
巻: 177 ページ: 611-626
10.1016/j.actaastro.2020.08.022
巻: 107 ページ: 106362-106362
10.1016/j.ast.2020.106362
巻: 157 ページ: 162-179
10.1016/j.actaastro.2018.12.032
巻: 157 ページ: 435-454
10.1016/j.actaastro.2018.12.034
巻: 162 ページ: 168-184
10.1016/j.actaastro.2019.06.010
Contributions to Plasma Physics
巻: 59 号: 9
10.1002/ctpp.201900028
https://kyushu-u.pure.elsevier.com/en/persons/hideaki-ogawa
http://aero.kyushu-u.ac.jp/stsel/
