| 研究課題/領域番号 |
20H02358
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
沼田 大樹 東海大学, 工学部, 講師 (20551534)
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| 研究分担者 |
菊池 崇将 日本大学, 理工学部, 助教 (50625291)
水書 稔治 東海大学, 工学部, 教授 (80433910)
大谷 清伸 東北大学, 流体科学研究所, 特任准教授 (80536748)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | 流体計測 / 感圧塗料 / バリスティックレンジ / 空気力学 / 飛翔体 / 超音速 / 風洞試験 / 衝撃波 / 非定常 / 高速流れ / 風洞 / 光学可視化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、試験部内を亜音速から極超音速を含む任意の速度で自由飛行する物体上に生じる非定常圧力場・温度場を定量的に明らかにすることを可能とする非定常マルチカラー感圧塗料 (PSP) 技術の実現を目指す。また、得られた成果を用いることで、自由飛行物体にかかる全空気力成分を定量的に明らかにするための技術基盤の確立を目指す。この達成を目指し、本研究では複数の蛍光色素を用いることで上記目的の達成を可能とする発光特性を実現したマルチカラー PSP の開発を行う。また、マルチカラー PSP の発光から、必要となる発光波長帯による像を同時かつ個別にイメージングするための多波長イメージング装置の開発も行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、自由飛行する物体上の圧力場を非接触計測する手法として、感圧塗料計測技術に着目した。複数の波長帯で発光する感圧塗料を新規開発し、かつ複数の発光波長を同時検出可能となる計測系を確立することによりこの目的の実現を目指し、いわゆる複合感圧塗料技術を発展させることにより、自由飛行物体上の非定常空力現象の解明を可能とする基盤技術の確立を目指した。結果として、開発した計測系および新規感圧塗料を用いることで、自由飛行体を射出するバリスティックレンジ装置にて射出された、開発した感圧塗料を適用した飛行体上における圧力場を可視化することに成功し、計測基盤技術の確立に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、従来までは計測が著しく困難、もしくは不可能であった自由飛行体上の圧力場計測について、光による非接触計測手法によるアプローチが可能であることを実証した。これにより、本研究で開発した基盤技術をさらに発展させることで、幅広い飛翔体を対象とした空力計測を、さまざまな飛翔速度において実現可能となる、また、今後社会的にますます重要度の増していくと考えられるドローン技術等の高度化などに、実験的な観点から寄与することができるものと考えている。
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