| 研究課題/領域番号 |
22K18767
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 (2023)
名古屋大学 (2022) |
|---|
研究代表者 |
長田 孝二 京都大学, 工学研究科, 教授 (50274501)
|
|---|
| 研究分担者 |
渡邉 智昭 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70772292)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
|
|---|
| キーワード | 流体工学 / 空気力学 / 翼周り流れ / 風洞実験 / 数値解析 / 数値計算 / 翼まわり流れ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
フラクタル形状の透過部を有する翼型を設計・製作しする。小型・低レイノルズ数翼の空力特性に関しては非定常運動の影響を強く受けるため、翼を固定した状態および非定常運動する場合について六分力天秤を用いて空力計測を行う。流れの剥離や再付着現象をスモークワイヤー法により可視化し、空力特性との関連を考察する。透過性翼周りの流れと空力特性についてはOpenFOAMを用いたラージエディシミュレーションによる解析も行う。
|
| 研究成果の概要 |
翼の一部にフラクタル構造を持つ翼（フラクタル翼）の低レイノルズ数域における定常および非定常空力特性を風洞実験により明らかにした。空隙率とフラクタル部の位置が異なる合計６種類のフラクタル翼（前縁部に空隙率0.3および0.6のフラクタル部、後縁部に空隙率0.3および0.6のフラクタル部）の空力計測と流れ場の可視化を行った。その結果、翼のフラクタル構造は翼周りの流れと揚力・抗力係数に大きな影響を及ぼし、非定常運動時の動的失速を抑制できることがわかった。また、多孔質壁またはスリットを有する翼のラージエディーシミュレーションを実施し、透過部や空孔による小型翼の空力特性向上について総合的な検討を行った。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
将来の火星探査手段として有望視されている「火星飛行機」や近年注目を集めている小型無人航空機においては従来の航空機に比べてレイノルズ数が1～2桁小さく、従来の設計思想に基づく翼を用いることができない。本研究はこのような低レイノルズ数域で航行する小型機翼に対して新たな提案を行うものである。学術的にも、透過構造による翼面上での流れのはく離制御と関連して流体力学分野に新たな知見を与えるものである。
|
