研究課題/領域番号 |
14205137
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研究種目 |
基盤研究(A)
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研究機関 | 東北大学 |
研究代表者 |
中橋 和博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
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研究分担者 |
大林 茂 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (80183028)
松島 紀佐 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40332514)
澤田 恵介 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80226068)
吉田 憲司 (独立法人)航空宇宙技術研究所, 研究員
藤井 孝蔵 東北大学, 宇宙科学研究所, 教授 (50209003)
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キーワード | 音速 / 衝撃波 / CFD / 最適設計 / 遷音速 |
研究概要 |
航空機実形状周りの高遷音速流れや弱い衝撃波を伴った流れの数値解析ツールとして、非構造格子に基づくEuler/Navier-Stokesソルバーの拡張および整備を行った。表面格子生成およびNavier-Stokes用のハイブリッド非構造格子生成プログラム開発、並列計算によるソルバーの高速化、乱流モデルの検証、移動格子法の開発、重なり格子法の整備、等である。 このCFDシステムを用いて詳細な航空機モデルについての解析を実施し、遷音速域における形状の微小変化で衝撃波位置が大きく影響される状況を明らかにした。また、3種類の乱流モデルを用いた比較、格子密度の計算制度への影響等を調査した。 高遷音速域での航空機の揚抗比について上記数値計算により調べ、マッハ数0.9〜0.98領域で揚抗比が改善する領域を見つけ、その発生理由を明らかにした。このマッハ数域はボーイング社のソニック・クルーザーが巡航を予定して領域であり、高遷音速域でも旅客機が商業的に成り立つことが可能であることを明らかにした。さらに、遺伝的アルゴリズムを上記CFDシステムと組み合わせて最適設計を試み、高遷音速域において揚抗比が更に改善されることを示した。 航空宇宙技術研究所においては高遷音速域における風洞実験を行い、CFD解析との検証を進める。
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