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先進流体計測が解き明かす後退翼における遷音速バフェットのメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 18H03814
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
研究機関岡山大学

研究代表者

河内 俊憲  岡山大学, 自然科学学域, 教授 (40415922)

研究分担者 杉岡 洋介  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (20865604)
橋本 敦  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (30462899)
小池 俊輔  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (40547064)
石田 崇  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (70743988)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円)
2018年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
キーワード非定常空気力学 / 先進光学計測 / 高レイノルズ数流れ / 非定常空力
研究成果の概要

本研究では,航空機の翼を簡素化した後退角付き翼模型を作製し,機体運用限界を決定する翼上面に形成される衝撃波と境界層の干渉現象(バフェット)に着目した風洞実験を行った.本研究では新たに流れの空間情報を15kHz以上で取得可能な可視化装置を開発し,これと壁面情報を5 kHzで取得可能な装置を組み合わせた計測を行った.その結果,世界で初めて,バフェットにおける翼表面と翼周りの流れの時間的・空間的に高解像度の同時データの取得に成功した.そして,このデータをもとに後退翼バフェットの発生・維持に関する新たな知見を得ることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により後退角を有する翼のスパン方向に対する衝撃波振動の特性を明らかにすることができた.これは既存のバフェット制御装置の改良(例えばボルテックス・ジェネレータの配置等)や新たな制御機構の開発に対して重要な知見となる.バフェット制御機構は航空機の効率的かつ安全な運用には欠かせない技術であり,航空機による移動が一般的になった現代社会においては,その社会的意義も大きい.また本研究を通じて新たに開発した高空間・時間分解能を有する計測手法は,幅広く流れの計測に用いることが可能で,この装置による計測で実験流体力学の分野への更なる学術的な貢献が可能となった.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   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
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Side-Wall Effects on the Global Stability of Swept and Unswept Supercritical Wings at Buffet Conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea、Hashimoto Atsushi、Koike Shunsuke、Kouchi Toshinori
    • 雑誌名

      AIAA paper

      巻: AIAA 2022-1972 ページ: 1-17

    • DOI

      10.2514/6.2022-1972

    • NAID

      120006954827

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 動的モード分解を用いた二次元翼バフェットの主要モードの抽出2022

    • 著者名/発表者名
      福本翔太,河内俊憲,大寺健吾,杉岡洋介
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 70 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二次元後退翼バフェットの先進画像計測2022

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲
    • 学会等名
      第29回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二次元遷音風洞におけるCRM後退翼のデュアルレイヤー断層シュリーレン/非定常感圧塗料を用いた三断面同時可視化2022

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲,福本翔太,杉岡洋介,小池俊輔
    • 学会等名
      第54回流体力学講演会 / 第40回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 動的モード分解を用いた二次元翼バフェットの主要モードの抽出2021

    • 著者名/発表者名
      福本翔太,河内俊憲,大寺健吾,杉岡洋介
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会 / 第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二次元遷音速風洞におけるCRM後退翼の非定常感圧塗料計測2021

    • 著者名/発表者名
      杉岡洋介,小池俊輔,河内俊憲
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会 / 第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二次元遷音速風洞におけるCRM後退翼の高速度断層シュリーレン計測2021

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲,大寺健吾,福本翔太,杉岡洋介,小池俊輔
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会 / 第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二次元後退翼バフェットの断層シュリーレンによる二断面同時可視化2021

    • 著者名/発表者名
      大寺健吾,河内俊憲,福本翔太,杉岡洋介,小池俊輔
    • 学会等名
      第59回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 断層シュリーレン を用いた非定常二断面同時計測法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      河内 俊憲, 大寺 健吾
    • 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] Side-wall Effects on the Global Stability of Swept and Unswept Supercritical Wings at Buffet Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      A. Sansica, A. Hashimoto, S. Koike T. Kouchi
    • 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] 後退角ありと後退角なしの2次元CRM翼における衝撃波はく離とその振動2019

    • 著者名/発表者名
      小池俊輔,松本葉,河内俊憲
    • 学会等名
      第51回流体力学講演会/第37回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CFD simulation of an ejector-jet engine2019

    • 著者名/発表者名
      H.Inoue, Y.Matsumoto, T.Kouchi, Y.Nagata, S.Yanase
    • 学会等名
      Asian 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] Focusing-schlieren Visualization of Two-dimensional Transonic Shock-buffet2018

    • 著者名/発表者名
      T.Kouchi, S.Koike
    • 学会等名
      50th Fluid Dynamics Conference/36nd Aerospace Numerical Simulation Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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