| 研究課題/領域番号 |
20H02359
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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 |
水書 稔治 東海大学, 工学部, 教授 (80433910)
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| 研究分担者 |
峰崎 岳夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任教授 (60292835)
太田 匡則 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60436342)
大屋 真 国立天文台, TMTプロジェクト, 特任准教授 (80399287)
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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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
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| キーワード | 衝撃波 / 補償光学 / 背景型シュリーレン法 / BOS / 翼端渦 / 流れの可視化 / 野外実験 / 大気じょう乱 / 後方乱気流 / 実機実験 / Plenoptic camera / 波面センサ / 流れの可視化計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
野外での流れの光学的可視化では、高解像度を求めて大口径望遠レンズを用いると、大気じょう乱による画像ゆがみで解像度が制限され、高精度で安定な計測ができない。本課題では、解像度を飛躍的に向上させるため、既存の手法では測定困難な大強度大気じょう乱の特性を明らかにした後、極めて強く乱れた光波（大擾乱光波）の復元に、独自考案の到来角制御と複眼型波面解析を導入し、さらに、高精細高速画像記録を融合することで、定量的かつ革新的解像度(サブmm)の高速気流可視化計測法を世界に先駆け実現する。本課題の成果は、広く航空科学に寄与できる。
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| 研究成果の概要 |
実機航空機まわりの流れ場の可視化計測を実現させるため，望遠計測時における大気じょう乱による空間分解能の低下を補償光学系で改善可能であることを実証した．模擬大気じょう乱現象により空間分解能が低下した衝撃波現象に対し，影写真法および背景型シュリーレン法を適用する際に，可変形鏡とシャックハルトマン型波面センサで構成した補償光学系と融合させることで，空間解像度が10倍程度以上に改善させることに成功した．さらに，これら補償光学型望遠可視化計測光学系による野外における実規模現象の計測を実現させるため，移動可能な可搬型システムとし，初期的な計測での計測画像改善に成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実機航空機周囲で発生する流れ場の光学的可視化計測では，対象現象を解析するに足る空間分解能に対して，往々にして大気じょう乱による低下が卓越する．このため，フリード長と呼ばれる，大気じょう乱に対して有効なレンズ口径の最大値が決定される．本研究の成果は，計測画像の光波に波面補償を施し，大気じょう乱下においてもフリード長を増大させ，野外における望遠可視化計測の空間分解能に改善を実現した点に，大きな学術的意義がある．後方乱気流など，実機航空機まわりの流れ場のリアルタイム高精度計測が実現すれば安全を担保した上での高密度離着陸スケジュールの実現など，空港周辺での航空機運航の安全と効率化に大きく貢献できる．
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