極超音速希薄風洞を用いた希薄空力計測システムの構築と粒子計算表面モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 25820414
• 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: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 小澤 宇志 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 研究員 (70567544)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 航空宇宙工学 / 希薄風洞 / 数値解析 / 希薄気体力学 / DSMC / 極超音速流

研究成果の概要

高度70km以上における地球再突入流れ，火星大気突入流れ，超低高度衛星周りの流れ等は極超音速希薄流となっており，希薄空力特性を把握することが重要である．JAXAの100mm極超音速希薄風洞(HRWT; Hypersonic Rarefied Wind Tunnel)ではマッハ数10を超えるような極超音速希薄流の生成が可能であり，本研究ではまず，ピトー圧希薄補正計測法を構築し，極超音速希薄気流検定精度の向上に成功した．さらに，吊り下げ式模型を用いた変位計測と粒子数値解析の融合による物質表面係数計測手法の開発および希薄空力直接計測手法の開発により極超音速希薄空力予測の信頼性が向上した．

研究成果

• [雑誌論文] Measurements of Surface Accommodation Coefficients for Rarefied Aerodynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ozawa, T. Suzuki, H., and K. Fujita
  • 雑誌名: AIAA Paper 巻: 2015-0981
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of an Aerodynamic Measurement System for Hypersonic Rarefied Flows (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Fujita, K., and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 86 号: 1 ページ: 015105-015105
  • DOI: 10.1063/1.4905569
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aerodynamic Measurements and Computational Analyses in Hypersonic Rarefied Flows (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Suzuki, T., and Fujita, K.
  • 雑誌名: AIAA Journal 巻: TBD
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 極超音速希薄空力特性に及ぼす表面モデルの影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，鈴木俊之，藤田和央
  • 雑誌名: 宇宙航空研究開発機構特別資料 巻: TBD
  • NAID: 120006827781
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study of Aerodynamic Characteristics Evaluation under Hypersonic Rarefied Flows (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ozawa, T., and Fujita, K.
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 巻: 12 号: ists29 ページ: Po_2_13-Po_2_21
  • DOI: 10.2322/tastj.12.Po_2_13
  • NAID: 130004706678
  • ISSN: 1884-0485
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 希薄（低圧）風洞の紹介 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，藤田和央
  • 雑誌名: ながれ (<特集>風立ちぬ 風洞の物語) 巻: 33 ページ: 273-278
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rarefied Aerodynamic Measurement in Hypersonic Rarefied Wind Tunnel (2014)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Suzuki, T., and Fujita, K.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1628 ページ: 1284-1291
  • DOI: 10.1063/1.4902739
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental and Computational Investigation of Rarefied Hypersonic Aerodynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Suzuki, T., and Fujita, K.,
  • 雑誌名: AIAA Paper 巻: 2014-1214 ページ: 1-19
• [雑誌論文] Study of Aerodynamic Characteristics Evaluation Under Hypersonic Rarefied Flows (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ozawa, T., and Fujita, K.
  • 雑誌名: ISTS Paper 巻: 2013-o-2-3 ページ: 1-7
  • NAID: 130004706678
• [雑誌論文] Aerodynamic Characteristics Evaluation Under Hypersonic Rarefied Flow Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ozawa, T., and Fujita, K.
  • 雑誌名: AIAA Paper 巻: 2013-3019 ページ: 1-12
• [雑誌論文] 極超音速希薄風洞流れ場の粒子計算解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志, 鈴木俊之, 藤田和央
  • 雑誌名: 宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP 巻: 13-011 ページ: 47-52
  • NAID: 120006827865
  • 査読あり
• [学会発表] 極超音速希薄風洞におけるピトー圧及び希薄効果の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，鈴木俊之，藤田和央
  • 学会等名: 平成26年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 伊香保，群馬
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-11
• [学会発表] Measurements of Surface Accommodation Coefficients for Rarefied Aerodynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Suzuki, T., and Fujita, K.
  • 学会等名: 53rd Aerospace Sciences Meeting
  • 発表場所: Kissimmee, Florida
  • 年月日: 2015-01-05 – 2015-01-09
• [学会発表] Rarefied Aerodynamic Measurement in Hypersonic Rarefied Wind Tunnel (2014)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Suzuki, T., and Fujita, K.
  • 学会等名: 29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
  • 発表場所: 西安，中国
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [学会発表] 極超音速希薄空力特性に及ぼす表面モデルの影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，鈴木俊之，藤田和央
  • 学会等名: 第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
  • 発表場所: 弘前文化センター (青森県弘前市)
  • 年月日: 2014-07-03 – 2014-07-04
• [学会発表] Experimental and Computational Investigation of Rarefied Hypersonic Aerodynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T., Suzuki, T., and Fujita, K.
  • 学会等名: 52nd Aerospace Sciences Meeting
  • 発表場所: National Harbor, MA, USA
• [学会発表] 極超音速希薄風洞開発と希薄空力数値計算融合 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，鈴木俊之，藤田和央
  • 学会等名: 第146回流体懇話会
  • 発表場所: 電気通信大学，調布，東京
  • 招待講演
• [学会発表] tudy of Aerodynamic Characteristics Evaluation Under Hypersonic Rarefied Flows (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ozawa, T., and Fujita, K.
  • 学会等名: 29th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Nagoya, Aichi, Japan
• [学会発表] Aerodynamic Characteristics Evaluation Under Hypersonic Rarefied Flow Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ozawa, T., and Fujita, K.
  • 学会等名: 44th Thermophysics Conference
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
• [学会発表] 極超音速希薄風洞流れ場の粒子計算解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，鈴木俊之，藤田和央
  • 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
  • 発表場所: タワーホール船堀，東京
• [学会発表] エアロシェル空力性能の評価３ー希薄空力 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤宇志，鈴木俊之，藤田和央
  • 学会等名: 平成25年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所，相模原，神奈川