| 研究課題/領域番号 |
19K04186
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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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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
上野 和之 岩手大学, 理工学部, 教授 (20250839)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | Dynamic wind-tunnel test / Magnetic suspension / Aerodynamic force / 風洞 / 磁力支持 / 空気力 / 動的安定性 / 磁気支持 / 動安定 / 風洞模型 / 運動浮上 / 動的不安定 / 大気圏突入カプセル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
空中を不安定運動する物体（航空機・宇宙機・スポーツの変化球など）のまわりの流れを解明するための風洞模型用磁気支持装置を開発する。永久磁石を内蔵した風洞模型を磁場によって浮上保持しつつ、風洞気流中でピッチ角変化と揚力方向並進運動の２自由度自由運動を可能にすることが目的である。それを実現するための磁気回路と制御システムを設計し、その実装と実証を行う。
この磁気支持装置が完成したなら、通常風洞では不可能な気流中での物体の２自由度運動が風洞内で実現される。この風洞で流れの可視化実験を行い、気流中物体の不安定運動と気流との相互作用を調べる。
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| 研究成果の概要 |
運動経路や運動姿勢が非定常に変化する自由運動物体の研究には固定式支持棒を使った従来の風洞では対応できません。その場でそのときの空気力を反映した飛行物体の多自由運動を風洞内で再現する動的風洞試験法の確立を目指します。この研究では２自由度運動の可能な風洞模型用動的磁力支持装置を開発しました。
開発した装置を使い、風洞模型の２自由度磁力支持に成功しました。また、風洞気流空気力の直接的な影響のもとで風洞模型が２自由度運動することを確認しました。その運動を画像認識システムを利用して取得しました。取得した運動データから、空気力モーメント傾斜の値を同定し、その同定手法の妥当性を確認しました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
その場でそのときの空気力を反映した飛行物体２自由運動を風洞内で実現する動的磁力支持装置を開発しました。この磁力支持装置は研究代表者による新規提案システムであり、気流中の物体の多自由度自由運動を実験室で実現できる世界で唯一の実験装置です。
この２自由度動的磁力支持装置を使って、大気圏突入カプセル模型の気流中での運動を調べました。その結果から空力微係数とよばれる空気力学的特性量を取得しました。それにより、開発した装置および動的風洞試験手法の有用性を示すことができました。今後、この技術を世界に広げていきたいと思います。
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