極超音速流れの加熱率数値予測と熱化学非平衡モデルの展開

• 研究課題/領域番号: 24K07885
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24010:航空宇宙工学関連
• 研究機関: 高知工科大学
• 研究代表者: 荻野 要介 高知工科大学, システム工学群, 講師 (90586463)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024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); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 極超音速 / 熱化学非平衡流 / 輻射熱輸送 / 原子・分子過程 / 空力加熱

研究開始時の研究の概要

大気圏突入時に宇宙機が経験する過酷な対流・輻射加熱環境の高精度予測手法の確立が本研究の目標である. 加熱源となる高温高圧気流の熱化学非平衡性と輻射熱輸送の精細な記述が必須となるが, 本研究では世界標準手法を高精度化した新たな熱化学非平衡モデルを構築する. 具体的には, 従来簡略化されてきた流体内部における原子や分子の量子力学的状態ごとの励起分布の変動分を直接解くことで, 実現象に即した粒子間衝突反応と輻射発光を導入する. 極超音速流の気流試験と比較検証し, 世界的にも未確立で, 且つ我が国の近未来の宇宙開発において必須となる強力な解析手法と高信頼加熱率モデルを提案する.