能動的多点流体制御による細長物体の先進的空力特性制御技術の研究

• 研究課題/領域番号: 24760659
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 西田 浩之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60545945)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 流体制御 / 細長物体 / 大迎角空力 / 航空宇宙流体力学

研究成果の概要

ロケットや航空機のような細長い形状の物体が機首を上げて飛行する場合，空気の流れが非対称となり，それによって機体に横力が働いて姿勢が不安定になってしまう．この問題を解決するため，プラズマアクチュエータと呼ばれる先進デバイスを用いて，空気の流れを直接コントロールすることを試みた．結果，機体先端に設置したプラズマアクチュエータを，周期的にオンオフすることで，気体に加わる横力を連続的に変化させ，かつゼロにまで抑えることにも成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Study of Plasma Dynamics and Electrohydrodynamic Effect in DBD Plasma Actuator (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nishida, T. Nonomura and T. Abe
  • 雑誌名: International Journal of Plasma Environmental Science and Technology 巻: 10 ページ: 70-75
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical Study on Spanwise Nonuniformity in Body-Force Field of Dielectric-Barrier-Discharge Plasma Actuator (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nishida, T. Nonomura and T. Abe
  • 雑誌名: AIAA Journal 巻: 54 号: 2 ページ: 659-669
  • DOI: 10.2514/1.j054315
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Characterization of Dual-grounded Tri-Electrode Plasma Actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Nishida and T. Shiraishi
  • 雑誌名: AIAA Journal 巻: 53 号: 11 ページ: 3483-3487
  • DOI: 10.2514/1.j053784
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Three-dimensional simulations of discharge plasma evolution on a dielectric barrier discharge plasma actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nishida, T. Nonomura and T. Abe
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 号: 13
  • DOI: 10.1063/1.4870384
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical Study of Vortex Flow Control on High-Angle-of-Attack Slender Body (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoh, M., Nishida, H. and Nonomura, T.
  • 雑誌名: Transaction of JSASS, Aerospace Technology Japan 巻: in press
  • NAID: 130004691500
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preliminary Experimental Study on Aerodynamic Characteristics Control of Slender Body Using DBD Plasma Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki NISHIDA, Sakae MIZUKI, Isao MIYAZAKI, Satoshi NONAKA, Taku NONOMURA, Yoshifumi INATANI
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 巻: 10 号: ists28 ページ: Pe_97-Pe_103
  • DOI: 10.2322/tastj.10.Pe_97
  • NAID: 130003373346
  • ISSN: 1884-0485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Investigation of Asymmetric Separation Vortices over Slender Body by RANS/LES Hybrid Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryoji INABA, Hiroyuki NISHIDA, Taku NONOMURA, Kengo ASADA, Kozo FUJII
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 巻: 10 号: ists28 ページ: Pe_89-Pe_96
  • DOI: 10.2322/tastj.10.Pe_89
  • NAID: 130003373345
  • ISSN: 1884-0485
  • 査読あり
• [学会発表] 大迎角細長物体の横力制御におけるプラズマ アクチュエータの効果的な駆動パラメータの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木那孟，森川耀介，西田浩之
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第47期定時社員総会および年会講演会
  • 発表場所: 東京大学 山上会館（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-04-14
• [学会発表] Experimental Study of Side force Control using Multipoint Plasma Actuators for High-Angle-of-Attack Slender-Body (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Morikawa and H. Nishida
  • 学会等名: The 2015 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • 発表場所: Hilton Cairns, Cairns, Queensland, Australia
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会
• [学会発表] プラズマアクチュエータのバースト駆動による大迎角細長物体の横力制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森川耀介，西田浩之，鈴木那孟
  • 学会等名: 第59回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-07
• [学会発表] Numerical Study of Three-dimensional Effects of Plasma Structure on Flow Field around DBD Plasma Actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Nishdia, T. Nonomura and T. Abe
  • 学会等名: 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting
  • 発表場所: Kissimmee, USA
  • 年月日: 2015-01-05 – 2015-01-09
• [学会発表] Development and Performance Investigation of Dual-Grounded Tri-Electrode Plasma Actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shiraishi and H. Nishida
  • 学会等名: 17th International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: Lisboa, Portugal
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [学会発表] Numerical Study of Plasma Dynamics and Electrohydrodynamic Effect in DBD Plasma Actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nishida, T. Nonomura and T. Abe
  • 学会等名: International Symposium on Electrohydrodynamics 2014
  • 発表場所: The Beach Tower Okinawa, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-25
• [学会発表] Numerical Analysis of Electrohydrodynamics Force Generation Process on Tri-Electrode Plasma Actuator Utilizing Sliding Discharge (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tamura, H. Nishida and T. Koizumi
  • 学会等名: International Symposium on Electrohydrodynamics 2014
  • 発表場所: The Beach Tower Okinawa, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-25
• [学会発表] Experimental Study of Side Force Control for High-Angle-of-Attack Slender Body Using Various Plasma Actuator Arrangements (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Morikawa, H. Nishida, M. Sato, A. Matsubara and S. Nonaka
  • 学会等名: 14th International Space Conference of Pacific-basin Societies
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] プラズマアクチュエータを用いた大迎角細長物体の非対称剥離渦制御におけるPIV可視化実験と数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤雅幸，西田浩之，松原暁良，野々村拓，野中聡，鈴木幸一，加藤裕之
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第44期年会講演会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
• [学会発表] DBDプラズマアクチュエータにおける放電プラズマと誘起流れのカップリングシミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 古泉卓弥，西田浩之
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第44期年会講演会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
• [学会発表] 大迎角細長物体の横力制御におけるDBDプラズマアクチュエータ設置位置の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤雅幸，西田浩之，松原暁良，野々村拓
  • 学会等名: 第４５回流体力学講演会／航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2013
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] DBD プラズマアクチュエータの体積力場が作り出す誘起流れ場の数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古泉卓弥，西田浩之
  • 学会等名: 第４５回流体力学講演会／航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2013
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] Numerical Investigation of Plasma Structure and Flow Induction Process on DBD Plasma Actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: Koizumi, T. and Nishida, H.
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization
  • 発表場所: Nara Prefecture New Public Hall, Nara, Japan
• [学会発表] Numerical Study of Separation Flow Control over High-Angle-of-Attack Slender-Body Using Plasma Actuators at Aft-Body (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoh, M., Nishida, H., Matsubara, A. and Nonomura, T.
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization
  • 発表場所: Nara Prefecture New Public Hall, Nara, Japan
• [学会発表] High-Speed Optical Observation of Discharge Plasma Structure on DBD Plasma Actuator in Argon Gas (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyake, Hiroyuki Nishida, Takashi Abe
  • 学会等名: 51st AIAA Aerospace Science Meeting
  • 発表場所: Grapevine, Gayloard Texan Hotel and Convention Center, USA
• [学会発表] 後胴に設置したプラズマアクチュエータによる大迎角細長物体の剥離流れ制御の数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西田浩之，稻葉亮司，佐藤雅幸，野々村拓
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第43期年会講演会
  • 発表場所: 東京大学 山上会館
• [学会発表] STUDY ON APPLICATION OF DBD PLASMA ACTUATOR FOR (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Nishida, Taku Nonomura, Ryoji Inaba, Masayuki Sato and Satoshi Nonaka
  • 学会等名: 13th International Space Conference of Pacific-basin Societies (ISCOPS)
  • 発表場所: 京都 京都国際交流会館
• [学会発表] Numerical Analysis on Three-dimensional Body Force Field of DBD Plasma Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Nishida, Taku Nonomura, Takashi Abe
  • 学会等名: 43rd AIAA Plasmadynamics and lasers Conference
  • 発表場所: New Orleans, Sheraton New Orleans,USA
• [学会発表] DBDプラズマアクチュエータにおける体積力場の放電プラズマシミュレーションによる解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西田浩之，三宅大介，野々村拓，安部隆士
  • 学会等名: 第44回流体力学講演会
  • 発表場所: 富山 富山国際会議場大手町フォーラム
• [学会発表] DBDプラズマアクチュエータを用いた大迎角細長物体の非対称剥離制御における周方向駆動位置の影響の数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤雅幸，稲葉亮司，西田浩之，野々村拓，藤井孝蔵
  • 学会等名: 第44回流体力学講演会
  • 発表場所: 富山 富山国際会議場大手町フォーラム
• [学会発表] DBDプラズマアクチュエータにおける放電プラズマと体積力場の数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西田 浩之，野々村 拓，安部 隆士
  • 学会等名: 日本機械学会 2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢 金沢大学 角間キャンパス
• [学会発表] Characterization of Electrohydrodynamic Force on Dielectric-Barrier-Discharge Plasma Actuator Using Fluid Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Nishida, Taku Nonomura, Takashi Abe
  • 学会等名: International Conference on Plasma Physics 2012
  • 発表場所: Venice, NH Laguna Palace, Italy
• [学会発表] 大迎角細長物体におけるプラズマアクチュエータを用いた非対称剥離渦制御のPIV可視化実験と数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤雅幸，西田浩之，松原暁良，野々村拓，鈴木幸一，加藤裕之
  • 学会等名: 平成24年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 相模原 JAXA宇宙科学研究所
• [備考] 東京農工大学 西田研究室ホームページ
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~nishida/index.html
• [備考] 東京農工大学 研究者プロフィール
  • URL: http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/29/0002900/profile.html
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nishida/