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電磁力を用いた革新的エアロキャプチャー技術の数値解析的検討

研究課題

研究課題/領域番号 22760624
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関山口大学

研究代表者

葛山 浩  山口大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (80435809)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012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)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード惑星突入流れ / アエロブレーキング / 希薄流 / 電磁流体力学 / Aerobraking / Atmospheric entry / Magnetohydrodynamics / Rarefied flow / DSMC / CFD / エアロキャプチャー / 再突入流れ / 希薄気体力学 / 宇宙輸送工学 / 電磁力流れ制御
研究概要

電磁力エアロキャプチャーの実現性を検証するため、粒子計算を行った。その結果、高々度の極超音速希薄再突入流れ中で、十分に大きい抗力増加と熱流束の減少が達成でき、電磁力を用いたブレーキングが十分に可能であることが分かった。この成果を受け、電磁力発生の高度依存性を連続流計算を用いて定量的に調べた。結果として、地球突入の際には、高度 82km 程度以下で非常に大きな電磁力を得られるが、それより高度が高くなると雪崩電離が起きなくなるため、電磁力が発生できなくなる可能性がある事がわかった。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Thermochemical Nonequilibrium Modeling of a Low-Power Argon Arcjet2013

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, and T. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: Vol. 113, No. 5 号: 5 ページ: 53304-53304

    • DOI

      10.1063/1.4776765

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoaerodynamic force on a magnetized body in a partially ionized flow2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kawamura, Y. Nagata, H. Katsurayama, H. Otsu, K. Yamada, and T. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Rockets

      巻: 50 号: 2 ページ: 347

    • DOI

      10.2514/1.a32279

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic-field configuration effect on aerodynamic heating of a magnetized body2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kawamura, H. Katsurayama, H. Otsu, K. Yamada, and T. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Rockets

      巻: 49 号: 2 ページ: 207

    • DOI

      10.2514/1.a32116

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Investigation of a Drag Increase Achievable in Electrodynamic Aerobraking of a Reentry Vehicle2012

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, and T. Abe
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: Vol. 1501 ページ: 1477-1484

    • DOI

      10.1063/1.4769713

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle Simulation of Electromagnetic Aerobraking in a Hypersonic Rarefied Regime2011

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, and T. Abe
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: Vol. 1333 ページ: 1301-1306

    • DOI

      10.1063/1.3562823

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 極超音速希薄遷移流れ中での電磁力エアロブレーキングの粒子計算2013

    • 著者名/発表者名
      葛山浩,安部隆士
    • 学会等名
      平成 24 年度衝撃波シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 極超音速希薄遷移流れ中での電磁力エアロブレーキングの粒子計算2013

    • 著者名/発表者名
      葛山浩
    • 学会等名
      平成24年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Investigation of Rarefied Effects on Electrodynamic Aerobraking in a Hypersonic Continuum-Rarefied Transitional Regime2013

    • 著者名/発表者名
      H Katsurayama
    • 学会等名
      44th AIAA Plasmadynamics and Laser Conference
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 電磁力を用いたエアロブレーキングの粒子シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      葛山浩
    • 学会等名
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(柏市)
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of the Strong Magnetic Field on the Electrodynamic Heat Shield System for Reentry Vehicles2012

    • 著者名/発表者名
      H. Otsu, H. Katsurayama, D. Konigorski, and T. Abe
    • 学会等名
      43rd AIAA Plasmadynamics and Laser Conference
    • 発表場所
      Orleans, Louisiana, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 電磁力を用いたアロブレーキングの粒子シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      葛山浩,安部隆士
    • 学会等名
      平成 23 年度衝撃波シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of the Strong Magnetic Field on the Electrodynamic Heat Shield System for Reentry Vehicles2012

    • 著者名/発表者名
      H. Otsu
    • 学会等名
      43rd AIAA Plasmadynamics and Laser Conference
    • 発表場所
      Orleans (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ハヤブサ形状カプセルの極超音速希薄流れ中での電磁力ブレーキングの数値解析2011

    • 著者名/発表者名
      葛山浩
    • 学会等名
      平成23年年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原市)
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Particle Simulation of Electrodynamic Aerobraking on a Reentry Capsule2011

    • 著者名/発表者名
      Katsurayama, H.
    • 学会等名
      28th ISTS
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄)
    • 年月日
      2011-06-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 電磁力を用いたエアロブレーキングのDSMC解析による予備的調査2011

    • 著者名/発表者名
      葛山浩
    • 学会等名
      平成22年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川県青山大学
    • 年月日
      2011-03-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ハヤブサ形状カプセルの極超音速希薄気体流れ中での電磁力ブレーキングの数値解析2011

    • 著者名/発表者名
      葛山浩,安部隆士
    • 学会等名
      平成 23 年宇宙航行の力学シンポジウム論文集
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] DSMC Simulation of Electrodynamic Aerobraking on a Reentry Capsule in a Hypersonic Rarefied Regime2011

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, T. Abe, and D. Konigorski
    • 学会等名
      42nd AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Impact of the Lift Force by Electrodynamic Flow Control on the Reentry Trajectory2011

    • 著者名/発表者名
      H. Otsu, H. Katsurayama, D. Konigorski, T. Abe
    • 学会等名
      42nd AIAA Plasmadynamics and Laser Conference
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Particle Simulation of Electrodynamic Aerobraking on a Reentry Capsule2011

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, and T. Abe
    • 学会等名
      28th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 電磁力を用いたエアロブレーキングの DSMC 解析による予備的調査2011

    • 著者名/発表者名
      葛山浩,安部隆士
    • 学会等名
      平成 22 年度衝撃波シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      相模原(東日本大震災のため,講演集のみ発行し,講演会は中止)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] DSMC Simulation of Electrodynamic Aerobrakingon a Reentry Capsule in a Hypersonic Rarefied Regime2011

    • 著者名/発表者名
      Katsurayama, H.
    • 学会等名
      42nd AIAA Plasmadynamics and Lasaers Conference
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 電磁力を用いた新しいエアエキャプチャーの粒子シミュレーションによる検討2010

    • 著者名/発表者名
      葛山浩
    • 学会等名
      第54回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンター
    • 年月日
      2010-11-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 電磁力を用いた新しいエアロキャプチャーの粒子シミュレーションによる検討2010

    • 著者名/発表者名
      葛山浩,安部隆士
    • 学会等名
      第54回宇宙科学技術連合講演会論文集
    • 発表場所
      静岡
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Particle Simulation of Electrodynamic Aerobraking on a Reentry Capsule2010

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, and T. Abe
    • 学会等名
      41st Plasmadynamics and Lasers Conference
    • 発表場所
      Chicago, Illinois, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Particle Simulation of Electrodynamic Aerobraking on a Reentry Capsule2010

    • 著者名/発表者名
      Katsurayama H.
    • 学会等名
      41st AIAA Plasmadynamics and Laser Conference
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Particle Simulation of Electrodynamic Aerobraking in a Hypersonic Rarefied Regime2010

    • 著者名/発表者名
      Katsurayama H.
    • 学会等名
      27th International Symposium ofnRarefied Gas Dynamics
    • 発表場所
      Pasitic Grove, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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