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昆虫由来の翼面微細構造に基づく微小空力デバイスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26630438
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東北大学

研究代表者

浅井 圭介  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40358669)

研究分担者 沼田 大樹  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (20551534)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード低レイノルズ数 / 空気力学 / バイオミメティクス / 感圧塗料 / 流体制御
研究成果の概要

本研究は,昆虫の翅の表面に見られる微小構造の空気力学的な機能を解明し,それに基づく空力制御デバイスを開発することを目的としている.そのため,100分の1気圧まで圧力を下げられる「低密度風洞」を使い,レイノルズ数に対する相似条件を満足した実験を実現する.ここでは特に微小な突起構造の影響に着目し,それらの寸法や配置を系統的に変えながら失速特性や揚抗比への影響を新規に開発した3分力天秤や感圧塗料を用いて定量的に評価した.さらには,これらの実験結果に基づき,超低レイノルズ数流れの制御に有効な「ミニフラップ」の有効性を調べ,剥離せん断層の間欠的な非定常性が揚力の増強に寄与していることを明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 西ミシガン大学/フロリダ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonlinear Lift on a Triangular Airfoil in Low-Reynolds-Number Compressible Flow2015

    • 著者名/発表者名
      P. M. Munday, K. Taira, T. Suwa, D. Numata, K. Asai
    • 雑誌名

      Journal of Aircraft

      巻: 52 号: 3 ページ: 924-931

    • DOI

      10.2514/1.c032983

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanisms of surface pressure distribution within a laminar separation bubble at different Reynolds numbers2015

    • 著者名/発表者名
      D. Lee, S. Kawai, T. Nonomura, M. Anyoji, H. Aono, A. Oyama, K. Asai and K. Fujii
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: Vol. 27 号: 2 ページ: 023602-023602

    • DOI

      10.1063/1.4913500

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Mach Number and Specific Heat Ratio on Low-Reynolds-Number Airfoil Flows2014

    • 著者名/発表者名
      M. Anyoji, D. Numata, H. Nagai, and K. Asai
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: - 号: 6 ページ: 1640-1654

    • DOI

      10.2514/1.j053468

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pressure-Sensitive Paint Technique for Surface Pressure Measurement in a Low Density Wind Tunnel2014

    • 著者名/発表者名
      M. Anyoji, D. Numata, H. Nagai, and K. Asai
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: - 号: 2 ページ: 297-309

    • DOI

      10.1007/s12650-014-0239-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Control of Vortex Shedding on an Airfoil using Mini Flaps at Low Reynolds Number2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Oshiyama, Daiju Numata, Keisuke Asai
    • 学会等名
      68th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, MA
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音速流中における円柱周りの衝撃波/境界層干渉の表面摩擦応力分布計測2015

    • 著者名/発表者名
      菅原康司,イ・テクジン,杉岡洋介,沼田大樹,浅井圭介,Tianshu Liu
    • 学会等名
      第11回学際領域における分子イメージングフォーラム
    • 発表場所
      JAXA調布航空宇宙センター,東京都調布市
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Aerodynamic Characteristics of an Optimized Airfoil for Mars Airplane2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yamahara, D. Oshiyama, H. Nagai, M. Kanazaki, D. Numata, K. Asai
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Global Skin-Friction Diagnostics Based on Surface Flow Visualization -Extension from PSP and TSP Technology2015

    • 著者名/発表者名
      Tianshu Liu and K.Asai
    • 学会等名
      5th Japanese-German Joint Seminar on Molecular Imaging Technology for Interdisciplinary Research
    • 発表場所
      産業技術総合研究所,茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Global skin friction measurements of shock/boundary-layer interaction around a circular cylinder in supersonic flow2015

    • 著者名/発表者名
      K.Sugawara, T.Lee, D.Numata, K.Asai, T.Liu
    • 学会等名
      5th Japanese-German Joint Seminar on Molecular Imaging Technology for Interdisciplinary Research
    • 発表場所
      産業技術総合研究所,茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非定常感圧塗料の火星大気風洞への適用2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介,押山大佑,安養寺正之,沼田大樹,浅井圭介
    • 学会等名
      第42回可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学,東京
    • 年月日
      2015-07-21 – 2015-07-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非定常感圧塗料の火星大気風洞への適用2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木 大介、押山 大佑、安養寺 正之、沼田 大樹、浅井 圭介
    • 学会等名
      第43回可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学(新宿キャンパス),東京都新宿区
    • 年月日
      2015-07-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数におけるミニフラップの揚力増強メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      押山大佑,沼田大樹,浅井圭介
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第46期年会講演会
    • 発表場所
      山上会館,東京
    • 年月日
      2015-04-16 – 2015-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数における ミニフラップの揚力増強メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      押山大佑,沼田大樹,浅井圭介
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第46期年会講演会
    • 発表場所
      東京大学 山上会館,東京都文京区
    • 年月日
      2015-04-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数におけるミニフラップの空力効果2014

    • 著者名/発表者名
      押山大佑,沼田大樹,浅井圭介
    • 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
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] FROM TOHOKU TO MARS

    • URL

      http://www.eng.tohoku.ac.jp/media/files/pdf/english/intro/tune01.pdf

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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