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Three-Dimensional Global Stability Analysis and Bio-Mimetic Control of Buffet Phenomena via Wings with Wavy Leading and Trailing Edges

研究課題

研究課題/領域番号 20K14953
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

Andrea Sansica  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (80867797)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードTransonic buffet / Shock-oscillations / Bio-mimetic control / Instability / bio-mimetic control / shock-oscillations / instability / transonic flows / Transonic buffet control / Global stability / Machine-learning / System identification / Bio-mimetic flow control / Buffet onset prediction / Buffet control / Transonic Buffet / Control / Bio-mimetic / Global Stability / Machine Learning
研究開始時の研究の概要

Transonic buffet consists of shock-wave oscillations that occur on aircraft wings and cause dangerous structural vibrations. By mimicking the humpback whale wavy fins, this research investigates the effectiveness of new wing configurations to suppress buffet and enhance flight quality and safety.

研究実績の概要

Under certain combinations of speed and incidence, commercial aircraft can experience transonic buffet. Buffet consists of periodic self-sustain loads which cause wing vibrations, consequently reducing the aircraft performance, maneuverability and safety. The objective of this work is to apply bio-mimetic wings characterized by wavy leading- and trailing edges to control buffet. To further investigate the mechanisms of buffet, a numerical method based on global stability has been validated against high-fidelity simulations and applied to full-aircraft configurations. Different characteristics of wavy leading- and trailing-edges have been studied for both periodic and finite wings. When wavy leading-edges were used, transonic buffet was weakened and the related unsteady loads reduced.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

Some delay occurred due to appointment of the PI to many managerial tasks. The project is however expected to be completed by the end of FY24.

今後の研究の推進方策

Some additional simulations for finite wings will be performed to further characterize the control and weakening of transonic buffet.

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] HESAM University/F-75013 Paris, France(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Global Stability Analysis of the NASA Common Research Model High-Lift Configuration at Stall Conditions near CLmax2024

    • 著者名/発表者名
      Sansica A., Zauner M. and Hashimoto A.
    • 雑誌名

      AIAA SCITECH 2024 Forum

      巻: -

    • DOI

      10.2514/6.2024-0493

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Tripping and Domain-Width on Transonic Buffet on Periodic NASA-CRM Airfoils2024

    • 著者名/発表者名
      Lusher D.J., Sansica A., Hashimoto A.
    • 雑誌名

      arXiv:2401.14793

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Global Stability Analysis of Full-Aircraft Transonic Buffet at Flight Reynolds Numbers2023

    • 著者名/発表者名
      Sansica A. and Hashimoto A.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 61(10) 号: 10 ページ: 4437-4455

    • DOI

      10.2514/1.j062808

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mach Evolution of the Cylinder Wake Flow Bifurcations2023

    • 著者名/発表者名
      Sansica A., Lusher D.J., Hashimoto A.
    • 雑誌名

      34th International Symposium on Shock Waves

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Turbulent transonic buffet onset prediction on the NASA Common Research Model via global stability analysis: From Wind Tunnel to Flight Reynolds Numbers2023

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea and Hashimoto Atsushi
    • 雑誌名

      AIAA Scitech Forum 2023

      巻: -

    • DOI

      10.2514/6.2023-1989

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Turbulent transonic buffet onset prediction on the NASA Common Research Model via global stability analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea and Hashimoto Atsushi
    • 雑誌名

      12th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP12)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Turbulent transonic buffet onset prediction on the NASA Common Research Model via global stability analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea and Hashimoto Atsushi
    • 雑誌名

      JAXA Special Publication: Proceedings of the 54th Fluid Dynamics Conference / the 40th Aerospace Numerical Simulation Symposium

      巻: JAXA-SP-20-008 ページ: 109-118

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] System Identification of Two-Dimensional Transonic Buffet2022

    • 著者名/発表者名
      Andrea Sansica, Jean-Christophe Loiseau, Masashi Kanamori, Atsushi Hashimoto and Jean-Christophe Robinet
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: - 号: 5 ページ: 1-17

    • DOI

      10.2514/1.j061001

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Side-Wall Effects on the Global Stability of Swept and Unswept Supercritical Wings at Buffet Conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea、Hashimoto Atsushi、Koike Shunsuke、Kouchi Toshinori
    • 雑誌名

      AIAA paper

      巻: AIAA 2022-1972 ページ: 1-17

    • DOI

      10.2514/6.2022-1972

    • NAID

      120006954827

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] Global Stability Analysis of the NASA Common Research Model High-Lift Configuration at Stall Conditions near CLmax2024

    • 著者名/発表者名
      Sansica A., Zauner M. and Hashimoto A.
    • 学会等名
      AIAA SCITECH 2024 Forum
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Global Stability Analysis of the NASA Common Research Model High-Lift Configuration at Stall Conditions near CLmax2024

    • 著者名/発表者名
      Sansica A., Zauner M. and Hashimoto A.
    • 学会等名
      第55回流体力学講演会/第41回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] On the role of CFD and numerical simulations for aviation digital transformation: from conventional to new-generation bio-mimetic aircraft2024

    • 著者名/発表者名
      Sansica A.
    • 学会等名
      Invited Seminar at Mines Saint-Etienne
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Buffet onset prediction using global stability analysis for the 7th AIAA CFD Drag Prediction Workshop2023

    • 著者名/発表者名
      Sansica A. and Hashimoto A.
    • 学会等名
      AIAA AVIATION 2023 Forum
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mach Evolution of the Cylinder Wake Flow Bifurcations2023

    • 著者名/発表者名
      Sansica A., Lusher D.J., Hashimoto A.
    • 学会等名
      34th International Symposium on Shock Waves
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Turbulent transonic buffet onset prediction on the NASA Common Research Model via global stability analysis: From Wind Tunnel to Flight Reynolds Numbers2023

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea and Hashimoto Atsushi
    • 学会等名
      AIAA Scitech Forum 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulent transonic buffet onset prediction on the NASA Common Research Model via global stability analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea and Hashimoto Atsushi
    • 学会等名
      12th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP12)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulent transonic buffet onset prediction on the NASA Common Research Model via global stability analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Sansica Andrea and Hashimoto Atsushi
    • 学会等名
      第54回流体力学講演会/第40回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Side-Wall Effects on the Global Stability of Swept and Unswept Supercritical Wings at Buffet Conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Andrea Sansica, Atsushi Hashimoto, Shunsuke Koike and Toshinori Kouchi
    • 学会等名
      AIAA Scitech 2022 Forum
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulent Transonic Buffet Onset Prediction on the NASA Common Research Model via Global Stability Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Andrea Sansica and Atsushi Hashimoto
    • 学会等名
      TSFP 12
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction and Physical Characterization of Buffet for Complex Configurations Using Global Stability Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Andrea Sansica and Atsushi Hashimoto
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会/第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] System Identification on 2D Transonic Buffet2021

    • 著者名/発表者名
      Andrea Sansica, Jean-Christophe Loiseau, Masashi Kanamori, Atsushi Hashimoto and Jean-Christophe Robinet
    • 学会等名
      MMLDT-CSET Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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