| 研究課題/領域番号 |
22H01685
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
安養寺 正之 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70611680)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 低レイノルズ数 / 圧縮性効果 / 翼型 / 剥離泡 / 衝撃波 / 低密度風洞 / 圧縮性流れ / 翼設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
希薄大気環境下を飛行する次世代航空機の開発に向けて，臨界レイノルズ数領域において翼面上に生じる流れの圧縮性効果の基本メカニズムを明確にし，極限流れでの飛行を実現する高性能な翼型の形状を提案する．本研究では，2つの真空タンクの圧力差を利用する新たな駆動システムを採用した“低密度風洞”を開発し，先進光学計測手法と固有直交分解法を活用することで，翼周りの主要な流れのモードを特定する．また，高精度3Dプリンタを用いた幅広い翼型形状の空力特性を明らかにすることで，空力性能に与える形状パラメータの感度と流れ場への影響を整理し，最終的には高性能翼型形状を提案する．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，希薄大気環境下を飛行する次世代航空機の開発に向けて，臨界レイノルズ数領域において翼面上に生じる流れの圧縮性効果の基本メカニズムを明確にし，極限流れでの飛行を実現する高性能な翼型の形状を提案することを目指している．そこで本研究ではまず，超音速エジェクター駆動系に加えて2つの真空タンクの圧力差による大流量の吸い込み流を利用する新たな駆動システムを採用した“低密度風洞”の開発を目指す．研究開始初年度である2022年度では，全体駆動システムの基本設計及び吸い込み式風洞部の詳細設計を行った．全体の駆動システムにおける両タンクの容量や流量，差圧を考慮して全体スケールを決定し，必要とされる仕様要求を満たすバタフライバルブ及びセンサー類の選定を行った．吸い込み式風洞部は3Dプリンタでスケールモデルを作成し，簡単な初期作動試験を行った．
また，今後の実施計画の中で得られる翼型実験データと比較対応するため，本年度は数値流体解析によって低レイノルズ数圧縮性流れにおける翼型周りの空力・流体特性を評価した．特に翼上面で発生する衝撃波と剥離せん断層との干渉，さらにその干渉が翼の非定常空力特性に及ぼす影響について調査した．レイノルズ数を固定して，マッハ数を亜音速領域から遷音速領域まで変化させたパラメトリックな評価については２次元RANSを実施し，より詳細な流れ場の検証ではLESを行った．その結果，マッハ数が0.80になると低迎角領域から翼上面の剥離せん断層上に複数のλ型衝撃波が観測された．ただし，翼面上の圧力分布については，λ型衝撃波よりも剥離せん断層の影響が支配的であることが分かった．得られた一連のCFD結果はICAS-2022にて報告し，その後，査読付き学術論文に纏め，受理されている．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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