ロケットノズル内の非定常剥離流れにおけるCFD解析技術の検討

• 研究課題/領域番号: 19760573
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 堤 誠司 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 情報・計算工学センター, 開発員 (10446601)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,590千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ロケットノズル / CFD / 剥離

研究概要

ロケットノズルでは非定常剥離流れに起因した過大な振動(横推力)が設計上の大きな問題となっている.そこで,横推力評価に求められる非定常乱流シミュレーション技術を評価した.レイノルズ平均Navier-Stokes (RANS)手法やRANSとLarge-Eddy Simulation (LES)のハイブリッド法を比較し,剥離後の再循環領域の再現が重要であることや,ハイブリッド手法でもリスケーリング法を用いて人工的な擾乱を付加することで剥離せん断層の不安定性を誘起することが可能となった.また実際の液体ロケットエンジンの再生冷却ノズルを模擬し,ノズル内面形状と剥離流れの関係を解析した.

研究成果

• [学会発表] Effect of Turbulence Models on Unsteady Separated Flow in a Rocket Nozzle (2010)
  • 著者名/発表者名: Seiji Tsutsumi
  • 学会等名: Asian Joint Conference on Propulsion and Power
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2010-03-04
• [学会発表] Effect of Turbulence Models on Unsteady Separated Flow in a Rocket Nozzle (2010)
  • 著者名/発表者名: Seiji Tsutsumi, Taro Shimizu, Ryoji Takaki, Takeo Tomita
  • 学会等名: Asian Joint Conference on Propulsion and Power, AJCPP-2010-065
• [学会発表] ロケットノズル内部の非定常剥離流れに関するCFD解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堤誠司
  • 学会等名: 航空原動機・宇宙推進講演会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] ロケットノズル内部の否定所剥離流れに関するCFD解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堤誠司, 清水太郎, 高木亮治, 冨田健夫
  • 学会等名: 第49回航空原動機・宇宙推進講演会