| 研究課題/領域番号 |
19K04198
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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 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
半田 太郎 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30284566)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 流体制御 / 超音速流れ / 遷音速流れ / 境界層制御 / フラッピング噴流 / 流体振動子 / 衝撃波 / 境界層 / 境界層流れ / 高速流れ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，制御対象の流れに高周波で大きな運動量を付加できる新しいタイプの装置を用いた高速流れ能動制御法を提案する．実験では，本装置の超音速流中での作動状態を明らかにするとともに，異なる運動形態の噴流を作用させたときの超音速境界層の特性の違いを明らかにする．さらに，本装置を用いて衝撃波／境界層干渉流れの能動制御を実際に行い，本装置を用いた高速流れ能動制御法を確立する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では高速流中の能動制御を実現できる高周波運動量付加デバイスを開発するとともに，デバイスの性能を明らかにすることを目的として実験を行った．実験では，本デバイスから発生する噴流が数十kHzでフラッピング運動することを確認し，デバイス内の流量を変えずにフラッピング周波数を調節できることが明らかになった．本デバイスを超音速流中で作動させ，シャドウグラフ画像流速測定法により境界層内の流速分布を計測したところ，本デバイスにより壁面近傍の流速を高くできることが明らかになった．また，本デバイスを2つに並べ，互いに逆位相でフラッピング運動する2つの噴流を作り出すことに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発したデバイスは航空機の翼および機体周りの流れや超音速旅客機エンジン空気取入口の流れの能動制御に適用できる．本デバイスを用いた能動制御が可能になれば，定常運航時には空力抵抗やエネルギーの損失を招く既存の受動制御用デバイスを使うことなく，必要なときだけ流れを制御できるようになる．本デバイスを用いることで燃料の使用量が少ない高効率の航空機が実現でき，航空機の環境負荷低減につながると考えられる．
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