2003 年度実績報告書

CIP法によるレーザーマイクロ飛行機のシミュレーションとCO_2測定への応用

研究課題

研究課題/領域番号	15607007
研究機関	東京工業大学
研究代表者	矢部孝東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60016665)
研究分担者	尾形陽一東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (10323792)
キーワード	レーザー / 飛行機 / シミュレーション
研究概要	1 研究内容数センチ以下の飛行機を、地上からのレーザー照射によるアブレーションを動力として飛行させる。多数の紙飛行機を空に飛ばし、同時に別のレーザーで距離の測定と炭酸ガスの吸収率を測定し、三次元的な炭酸ガス分布を測定する方法を確立する。これにより、京都議定書により2008年から実行に移される炭酸ガス削減の監視方法を提供する。すでに、世界で始めてわずか0.5Wのレーザーで紙飛行機を1回のレーザー照射で飛ばすことにはすでに成功し、また連続照射にも成功した。この方式では、従来の単に金属や気体を加熱する方法とは全く異なった、水を高圧で噴き出し、従来法の千倍を越す駆動力を発生できる。このアイデアは1976年に矢部によって提案されたものであるが、このように水を使う方式は、環境にもやさしく推力が大きいことから、世界的にも脚光を浴びている。例えば、Nature Science Update 2002/6/10,New York Times 2002/7/2で大きく報道された。 2 本年度の研究実績 (1)飛行原理の三次元シミュレーション我々が設計している炭酸ガスの吸収の計測に用いる紙飛行機はほとんど厚さがなく、気流によって柔らかく変形する。このような飛行機の風洞実験を行い、また、詳細に現象を解明する為に、高精度固気液統一解法であるCIP法を用いた三次元シミュレーションコードを開発し、流体との相互作用を含めた紙飛行機の最適設計を行う手法を確立した。 (2)追尾方法の検討飛行機の動きを追尾するための、レンズ系やセンサー系の検討及び、制御システムの検討を行った。 (3)マイクロ飛行機の高推進化より効率が高く小型の推進を目指して、レーザー吸収過程や融解・蒸発過程を含めた現象を計算し、最適な物質や配置を調べた。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Laser-Driven Vehicles - from Inner-Space to Outer-Space -"Appl.Phys.A. 77. 243-249 (2003)
[文献書誌] T.Yabe et al.: "Numerical Anallysis of Nanocluster Formation within ns-Laser Ablation Plume"Appl.Phys.A. 77. 271-275 (2003)
[文献書誌] T.Yabe et al.: "Microscopic and Macroscopic Simulation for Femtosecond-Laser-Matter Interaction by Cubic Interpolated Propagation Method"Phys.Rev.E.. 68. 1-9 (2003)
[文献書誌] T.Yabe et al.: "Higher-Order Schemes with CIP Method and Adaptive Soroban Grid Towards Mesh-Free Scheme"J.Comput.Phys.. 194. 57-77 (2004)
[文献書誌] T.Yabe et al.: "Comparison of Simulation of and Experiments on Femtosecond Laser Ablation of Nickel In Gaseous and Water Environments"Jpn.J.Appl.Phys.. 43・1. 172-175 (2004)
[文献書誌] T.Yabe et al.: "Crack-Free High-Aspect-Ratio Drilling of Glasses by 1mm Yttrium Aluminum Garnet Laser and Translucent Adhesive Tape"Jpn.J.Appl.Phys.. 43・2A. L133-L135 (2004)
[文献書誌] 矢部孝, 内海隆行, 尾形陽一: "CIP法"森北出版. 222 (2003)

2003 年度 実績報告書

CIP法によるレーザーマイクロ飛行機のシミュレーションとCO_2測定への応用

研究代表者

矢部 孝 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60016665)

研究成果

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Laser-Driven Vehicles - from Inner-Space to Outer-Space -"Appl.Phys.A. 77. 243-249 (2003)

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Numerical Anallysis of Nanocluster Formation within ns-Laser Ablation Plume"Appl.Phys.A. 77. 271-275 (2003)

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Microscopic and Macroscopic Simulation for Femtosecond-Laser-Matter Interaction by Cubic Interpolated Propagation Method"Phys.Rev.E.. 68. 1-9 (2003)

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Higher-Order Schemes with CIP Method and Adaptive Soroban Grid Towards Mesh-Free Scheme"J.Comput.Phys.. 194. 57-77 (2004)

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Comparison of Simulation of and Experiments on Femtosecond Laser Ablation of Nickel In Gaseous and Water Environments"Jpn.J.Appl.Phys.. 43・1. 172-175 (2004)

[文献書誌] T.Yabe et al.: "Crack-Free High-Aspect-Ratio Drilling of Glasses by 1mm Yttrium Aluminum Garnet Laser and Translucent Adhesive Tape"Jpn.J.Appl.Phys.. 43・2A. L133-L135 (2004)

[文献書誌] 矢部 孝, 内海隆行, 尾形陽一: "CIP法"森北出版. 222 (2003)

2003 年度実績報告書

矢部孝東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60016665)

[文献書誌] 矢部孝, 内海隆行, 尾形陽一: "CIP法"森北出版. 222 (2003)