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塗料法での励起光マッピングによる表面圧力・温度・変形が同時計測可能な風洞試験手法

研究課題

研究課題/領域番号 20K14959
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)

研究代表者

田口 正人  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 (70806794)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードPressure Sensitive Paint / 感圧塗料法 / 風洞試験 / 感温塗料法 / 感圧・感温塗料法 / 流体構造連成 / 超音速流れ
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,風洞試験における計測法のうち塗料法について新しい手法を開発することである.風洞試験では航空機等の空気力学的な特性を明らかにするため,模型表面の圧力・温度の計測が重要であるが,従来法では空気力により模型が変形する場合には計測が難しいという問題がある.本研究では,励起光源の波長の切り替えにより性質が変わる塗料を開発し,模型変形が生じる模型で圧力・温度・模型変形が同時に計測できる塗料法を提案する.

研究成果の概要

航空機等の空力特性を調べる手段として風洞試験があり,実験模型の表面圧力,表面温度,変形が重要なパラメータである.本研究では,これのパラメータを同時に計測可能な,感圧塗料(塗料型の圧力センサ)に基づく新しい計測手法の開発に取り組んだ.結果として,3者の同時計測の実証には至らなかったものの,塗布後に塗料のセンサとしての性質を任意に変えることのできる,当初想定していなかった新しい手法を確立した.これは風洞試験を進めながら臨機応変にセンサ感度を調整できる点でユニークかつ有用な機能である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で新たに得られた塗料型圧力センサの性質を任意に制御する技術は,風洞試験でこのセンサを使うユーザーにとって,試験の効率化やコスト削減を行う上でとても有用である.これまでは,センサとしての性質は塗料の組成で決まっていた.ゆえに実際に試験をして,その結果を受けてセンサを交換したい場合,時間と費用をかけて塗料を塗りなおす必要があった.本手法を使えばその必要はなく,塗料に照射する光(励起光)の波長帯を変えるだけでセンサの性質を変えることができる.この機能は,学術的にユニークであるに留まらず,将来的に航空機等の開発の効率化に貢献できる可能性があり,意義がある.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Preliminary Study on Temperature Compensation Technique of Pressure Sensitive Paint based on Excitation-light Switching2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Taguchi, Masashi Kashitani
    • 学会等名
      Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity Control of Intensity-based Pressure Sensitive Paint by Switching Excitation-Light Wavelength2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Taguchi, Masashi Kashitani
    • 学会等名
      8th German-Japanese Joint online Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2色の光源の混合により感度変調が可能な感圧塗料2022

    • 著者名/発表者名
      田口正人,樫谷賢士
    • 学会等名
      第18回 学際領域における分子イメージングフォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 励起光源波長の切り替えによる感圧塗料の 特性制御に関する基礎研究2021

    • 著者名/発表者名
      田口 正人,樫谷 賢士
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第59回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 励起光源波長の切り替えによる感圧塗料特性の変調に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      田口 正 人,樫谷 賢士
    • 学会等名
      第17回 学際領域における分子イメージングフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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