| 研究課題/領域番号 |
22KJ0170
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| 補助金の研究課題番号 |
21J20324 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
笠井 美玖 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 圧縮性低レイノルズ数 / 感圧塗料 / 直列二角柱 / 密度勾配場計測 / 圧縮性流れ / 低Reynolds数 / 流れの可視化 / 臨界間隔 / 干渉流れ / 気柱音響共鳴管 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本年度は，得られた昨年度までに得られた実験結果から流体現象を抽出するための解析および，メリーランド大学における曳航水槽を用いて速度場計測および非定常抗力計測を実施する．解析ではこれまで構築してきたワークステーションを用いてモード分解や周波数解析による時間的・空間的な特徴量の抽出を目指す．メリーランド大学の実験では，東北大学で実施した試験に用いた模型と相似な模型を用いて，同じ試験条件における詳細な空気力計測および速度場計測の同時計測を試みる予定である．これらの結果から，圧縮性低レイノルズ数における複数物体間の干渉流れについて詳細にその特性を明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
本課題では，希薄大気中において高速で運用する輸送機械の設計指針の提案を目指し，実験的研究によって圧縮性低レイノルズ数における物体間の非定常干渉流れの解明に挑戦した．三年目は，令和5年の4月から8月までメリーランド大学のAnya R. Jones教授が主催する研究室に滞在し，メリーランド大学に設置された曳航水槽装置を用いて，直列に並んだ２つの正方形角柱まわりの速度場計測および非定常抗力を評価した．この実験では，レイノルズ数1000から8000までの条件において，主流に対して直列に並んだ２つの正方形角柱間の無次元距離を0.5から4.5まで変えた際の非定常抗力および非定常速度場を，それぞれ，6軸力・トルクセンサと粒子画像流速測定法（PIV）によって計測した．
そして，二年目までに得られた，距離を変えた際の直列二角柱まわりの流れ場の様相の変化と空気力計測結果の関係性について考察した．さらに，過去研究で調査されてきた非圧縮条件における直列二角柱周りの，臨界間隔とレイノルズ数の関係と比較しまとめた．これまで，レイノルズ数2000周りにおいて，流れ場が不連続に変化する間隔である臨界間隔が，レイノルズ数の低下に伴い急激に短縮することが示唆されていた．本研究では，２つの正方形角柱まわり流れではレイノルズ数の低下と同様に，マッハ数の増加により臨界間隔が急激に短縮することを明らかにした．
これらの研究結果に関連し，原著論文を２報出版し，国際学会で１回発表をした．
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