| 研究課題/領域番号 |
20K04933
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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24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
溝口 誠 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (10532781)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 空力特性 / 乱れ強さ / 風洞試験法 / 環境じょう乱生成 / 低レイノルズ数 / 気流乱れ強さ / 空気力測定 / 風洞試験手法 / 半裁実験 / 動的乱流格子 / 強乱流場生成 / 空力測定 / 強乱場生成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
小型無人航空機の安全な運用のためには，気流の乱れが機体特性に及ぼす影響を知る必要がある．地表近くでは建物が少なく開けた地勢でも強い乱れが報告されており，その影響の検討は欠かせない．
そこで本研究では，小型無人機飛行環境に対応するような強乱流場の生成手法を開発し，強い乱れが小型無人航空機の翼特性に及ぼす影響を明らかにする．具体的には既存の乱流生成装置による風洞実験に模型直動装置を組み込み，模型と気流の相対速度を調整することで様々な強さの乱流場を実現する．また，開発した実験環境において，気流の乱れが翼空力特性に及ぼす影響を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では乱流生成装置の一種である動的乱流格子を用いた風洞実験に，気流に対して模型を並進させる直動装置を組み込むことで，風洞単体よりも強い乱れの生成に取り組んだ．実験結果より，本実験法によって模型と主流の相対速度，模型に対する有効乱れ強さが調整可能であり，動的乱流格子単体よりも強い乱れが実現できることを明らかにした．また，同風洞試験法で得られる乱れ強さ設定自由度の高さを応用し，小型無人航空機の空力特性と乱れ強さの関係を明らかにする研究に取り組み，広い乱れ強さの範囲で気流の乱れが翼空力特性に及ぼす影響を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無人航空機の運用には安全性向上が欠かせないが，気流の乱れは姿勢の急変につながるため大きな問題となりうる．特に小型の無人航空機を対象とした場合，想定すべき乱れ強さは広い範囲にわたる．本研究の成果によって，多様な乱れ強さの風洞実験を実現したことは，乱れ強さと翼空力特性の関係の理解に大きく貢献できる．また，本研究で提案した実験手法が有する乱れ強さ設定自由度の高さは，航空機に限らず自動車，建造物への影響や，風車による自然エネルギー利用促進など広く社会が要求する問題の解決手法創造への貢献も期待できる．
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