熱防御システム評価技術向上に向けた材料表面触媒性の高精度モデル化

• 研究課題/領域番号: 20760553
• 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: 鈴木 俊之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部未踏技術研究センター, 研究員 (20392839)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2008年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 航空宇宙流体力学 / 表面触媒性 / 発光分光 / 数値流体力学 / プラズマ流れ / 再使用型宇宙輸送機 / 高温空気力学 / 熱防御システム / 分光

研究概要

熱防御システムに使用される耐熱材料の表面触媒性について,発光分光法により触媒性を定量化するプラズマ発生装置を開発した.また実験装置内部の耐熱材料周囲の希薄プラズマ流を解析するために,モンテカルロ直接法に基づく数値解析コードを開発し,不均一系触媒性理論に基づく表面反応モデルを導入した.発光分光法(実験)と希薄プラズマ解析(数値解析)との融合により,材料表面触媒性を定量化する手法を開発した.

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Analysis of Razefied Ogygen Flow Around Catalytic Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, 他5名
  • 雑誌名: The ISTS special issue of Transactions of JSASS, Space Technology Japan (未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Translational Temperature Distribution in an Inductively Coupled Plasma Flow for Catalytic Efficiency Measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takayanagi, 他5名
  • 雑誌名: The ISTS special issue of Transactions of JSASS, Space Technology Japan (未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study of Graphite Ablation in Nitrogen Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki他3名
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 22(3) ページ: 382-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Rarefied Oxygen Flow Around Catalytic Material
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Fujita, K., Osawa, H. Sawada, K.
  • 雑誌名: The ISTS special issue of Transactions of JSASS, Space Technology Japan
  • NAID: 130001080206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Translational Temperature Distribution in an Inductively Coupled Plasma Flow for Catalytic Efficiency Measurements
  • 著者名/発表者名: Takayanagi, H. Bauer, C., Osawa, H., Suzuki, T., Komurasaki, K.
  • 雑誌名: The ISTS special issue of Transactions of JSASS, Space Technology Japan
  • NAID: 130000675481
  • 査読あり
• [学会発表] Numerical Analysis of Rarefied Oxygen Flow Around Catalytic Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., 他5名
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] Numerical Analysis of Rarefied Ogygen Flow Around Catalytic Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Tosluyuki Suzuki, 他5名
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] Expenmental and Numencal Evaluation of Catalytic Efficiency of Atomic Ogygen Recombination on TPS Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Osawa
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] Experimental and Numerical Investigation of Catalytic Efficiency of Atomic Oxygen Recombination on TPS Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Osawa, H., Suzuki., T., 他4名
  • 学会等名: 41st AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Grand Hyatt, San Antonio, TX, USA
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Numerical Calculation of Rarefied Oxygen Flow for Surface Catalysis Measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., 他5名
  • 学会等名: 41st AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Grand Hyatt, San Antonio, TX, USA
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Egperimental and Numerical Investigation of Catalytic Efficiency of Atomie Oxygen Recombination on TPS Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Osawa, 他5名
  • 学会等名: 41st AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Grand Hyatt, San Antonio, TX, USA
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] 壁面触媒性再結合確率の高精度評価に向けた実験的数値的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大澤弘始, 鈴木俊之, 他4名
  • 学会等名: 第41回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2009
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構調布航空宇宙センター
  • 年月日: 2009-06-18
• [学会発表] 触媒性再結合反応モデル構築に向けた触媒性計測装置内部希薄流れ場の数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 他5名
  • 学会等名: 第41回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2009
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構調布航空宇宙センター
  • 年月日: 2009-06-18
• [学会発表] アブレーション熱防御システム評価技術の改善 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部2009年講演会/第10回再使用型宇宙推進系シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学流体科学研究所
  • 年月日: 2009-03-12
• [学会発表] Reevaluation of Catalytic Efficiency of Atomic Nitrogen Recombination for SiC Material Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Osawa, H., Suzuki, T., 他4名
  • 学会等名: Reevaluation of Catalytic Efficiency of Atomic Nitrogen Recombination for SiC Material Surfaces
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2009-01-05
• [学会発表] Reevaluation of Catalytic Efficiency of Atomic Nitrogen Recombination for SiC Material Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Osawa, Toshiyuki Suzuki他4名
  • 学会等名: 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2009-01-05
• [学会発表] Graphite Nitridation in Lower Surface Temperature Regime (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki他2名
  • 学会等名: 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2009-01-05
• [学会発表] 触媒性計測装置内部流れ場の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 他3名
  • 学会等名: 第22回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] 窒素原子表面触媒性再結合確率評価に向けた実験的数値的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大澤弘始, 鈴木俊之, 他3名
  • 学会等名: 平成20年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究本
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] グラファイト表面上の窒化反応特性に関する実験的数値的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,他2名
  • 学会等名: 平成20年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究本部
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 窒素原子表面触媒性再結合確率評価に向けた実験的数値的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大澤弘始,鈴木俊之,他3名
  • 学会等名: 平成20年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究本部
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] SiC表面上の窒素原子触媒性再結合反応に関する実験的数値的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 他3名
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2008
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-09-06
• [学会発表] 窒素気流中におけるグラファイトアブレーションに関する実験的数値的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,他2名
  • 学会等名: 第40回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2008
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール
  • 年月日: 2008-06-12
• [備考]
  • URL: http://www.ard.jaxa.jp/research/ryutai/ryu-index.html