| 研究課題/領域番号 |
21K20390
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 岩手大学 |
|---|
研究代表者 |
竹田 裕貴 岩手大学, 理工学部, 助教 (70911634)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
|
|---|
| キーワード | 大気突入カプセル / 数値流体解析 / 動的安定性 / 流体力学 / 数値解析 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では大気突入カプセルのパラシュート開傘直前の速度域で生じて，パラシュートの開傘を妨げる恐れのある動的に不安定な振動現象の解明を目指し，流れとカプセルの回転運動の連成数値解析を通じたカプセルの動的に不安定な振動現象の数理モデル化を行う．大気突入カプセルのピッチングモーメントの動的成分に生じる位相進みに着目した数理モデルの構築と考察から，動的不安定現象と関連する流体力学的な現象の解明を目指す．
|
| 研究成果の概要 |
大気突入カプセルには遷音速飛行時にパラシュートの開傘を妨げる動的な不安定振動が存在することが知られています．本研究では数値シミュレーションを用いてカプセルのまわりの流れによって誘起されるカプセルの自励振動の再現を目指します．特に，自由回転試験における亜音速型振動と超音速型振動の再現および，カプセルが大気中で減速する過程のピッチング振動を予測するモデル式の構築に向けたデータの取得を目指します．
本研究では，カプセルに生じる亜音速型振動と超音速型振動の再現に成功しました．また，超音速型振動におけるピッチングモーメントの動的成分に生じる位相進みがマッハ数によらずほぼ一定であることを明らかにしました．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カプセルのまわりの流れ場が誘起するピッチング運動の再現が可能な数値シミュレーションコードを開発しました．また，その数値シミュレーションコードを用いて亜音速および超音速領域における特徴的なピッチング振動形態の再現に成功しました．
数値シミュレーションにより得られたピッチングモーメントの時間履歴に対して後処理を行うことで，従来明らかでなかったピッチングモーメントの動的成分に生じる位相進みのマッハ数依存性を明らかにしました．今後，得られたデータをもとに減速時の動的不安定現象を再現することが可能なモデル式の構築を目指します．
|
