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2017 年度 実績報告書

DBDプラズマアクチュエータの実利用に向けた性能実証に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H02324
研究機関東京理科大学

研究代表者

藤井 孝藏  東京理科大学, 工学部情報工学科, 教授 (50209003)

研究分担者 関本 諭志  東京理科大学, 工学部情報工学科, 研究員 (50783817)
安養寺 正之  九州大学, 応用力学研究所, 協力研究員 (70611680)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードプラズマアクチュエータ / 流体制御 / 空力性能 / 失速制御
研究実績の概要

最終年度として,当初の目標のうち残されていたフィードバック制御課題の数値シミュレーションと実験,ピッチング翼の実験(数値シミュレーションはすでに実施済み)を中心に研究を進めた.
フィードバック制御は試験の制限や計算負荷から複数の固定迎角での実施とした.翼面上一点での圧力およびその変動をセンシングデータとしたフィードバック制御をLES手法を利用した数値シミュレーションと小型風洞での実験により試みた.数値シミュレーション面では,これまでの研究で明らかにしてきた各迎角において適切なアクチュエータ設定パラメータが自動的に生成されることが明らかとなった(AIAA 2017-3565).また,センサーデータ制御をオンにする閾値を予め設定する必要がない手法を新たに開発し,制御性能を向上させた(AIAA 2018-1059).実験面では,ディープラーニングの手法を用いて自ら試行データをもとに最適なアクチュエータ設定パラメータを導出する手法を開発した(2018夏のAIAA会議にて発表予定).
最終年度として,3年間の主たる研究成果を過去の研究成果も含めたReview記事としてApplied Science誌に投稿した.3月末にアクセプトされ,4月1日付けで公開されている.
ピッチング翼については,その後の数値シミュレーション成果をAIAA 2018-1550として,実験の成果をAIAA 2018-1551として米国航空宇宙学会Scitechシンポジウムにおいて発表した.一蓮の運動において,それぞれの有効迎角を対象とした固定迎角での最適なアクチュエータ設定パラメータが有効となることが明らかとなった.限られた設定条件での成果なので,時間遅れやセンサーを利用した最適制御などは今後の課題として継続して研究を進めていく.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 18件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Three Flow Features behind the Flow Control Authority of DBD Plasma Actuator2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii
    • 雑誌名

      Applied Science

      巻: 8(4) ページ: 546-

    • DOI

      10.3390/app8040546.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma-Actuator Burst-Mode Frequency Effects on Leading-Edge Flow-Separation Control at Reynolds Number 2.6 x 1052017

    • 著者名/発表者名
      H. Aono, S. Kawai, T. Nonomura, M. Sato, K. Fujii and K. Okada
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 55 ページ: 3789-3806

    • DOI

      10.2514/1.J055727

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Burst-Mode Frequency Effects of Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator for Separation Control2017

    • 著者名/発表者名
      S. Sekimoto, T. Nonomura, and K. Fujii
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 55 ページ: 1385-1392

    • DOI

      10.2514/1.J054678

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] プラズマアクチュエータ:大規模流れ制御の可能性を拓く小型デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      藤井孝藏
    • 雑誌名

      日本流体力学会誌「ながれ」

      巻: 36 ページ: 349-358

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Large-Eddy Simulations of Flow Control Effects of a DBD Plasma Actuator at Various Burst Frequencies on a Dynamic Flowfield arounda Pitching NACA0012 Airfoil at Reynolds Number of 256,0002018

    • 著者名/発表者名
      H. Fukumoto; H. Aono; T. Nonomura; A. Oyama; and K. Fujii
    • 学会等名
      AIAA SciTech2018, AIAA 2018-1550
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Analysis of Burst Actuation for Separation Control around a Pitching NACA0015 Airfoil Using a DBD Plasma Actuator at low Reynolds number2018

    • 著者名/発表者名
      S. Sekimoto; S. Shimomura; H. Fukumoto; K. Fujii; A. Oyama; H. Nishida
    • 学会等名
      AIAA SciTech2018, AIAA 2018-1551
    • 国際学会
  • [学会発表] Feed-back Control of Stall Separation with DBD Plasma Actuator by Detecting Vortex Passing over an Airfoil2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa; K. Asada; S. Sekimoto; T. Tatsukawa; K. Fujii
    • 学会等名
      AIAA SciTech2018, AIAA 2018-1059
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Maximum Velocity Induced by Body-Force Fields for Simpler Modeling of Plasma Actuators2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kawai; T. Bouwhuis; Y. Abe; A. Yakeno; T. Nonomura; A. Oyama; H.W. Hoeijmakers; K. Fujii
    • 学会等名
      AIAA SciTech2018, AIAA 2018-2044
    • 国際学会
  • [学会発表] Three flow structures behind flow control authority of DBD-PA: What we learned from high-fidelity simulations and related experiments2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii
    • 学会等名
      European Mechanics Society, Coloquium #593
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Some Issues from Large-Scale High-Fidelity Simulations for Efficient Flow Control2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii
    • 学会等名
      US-Japan Workshop on Bridging Fluid Mechanics and Data Science
    • 国際学会
  • [学会発表] 流れを自在に操る技術を目指して-CFDとEFDの協調が生み出すもの-2018

    • 著者名/発表者名
      藤井孝藏
    • 学会等名
      第2回風と流れのプラットフォームシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental Study of Burst Ratio Effect for Dielectric-Barrier-Discharge Plasma Actuator for Separation Control2017

    • 著者名/発表者名
      S. Sekimoto, N. Tanaka, T. Nonomura, H. Nishida, and K. Fujii
    • 学会等名
      AIAA Scitech 2017, AIAA 2017-1688
    • 国際学会
  • [学会発表] Software Development of Agent-Model Simulations for Air Traffic Control toward Ultimate Optimum Timetable2017

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii
    • 学会等名
      NUG Meeting2017, Leuven, Belgium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental Studyon the Detailed Structure of Separation Bubble in Flow Control with DBD Plasma Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyagawa, S. Sekimoto, M. Sato, T. Nonomura, A. Oyama, and K. Fujii
    • 学会等名
      AIAA Aviation 2017, AIAA 2017-3317
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the Sensing Parameters toward Better Feed-back Control of Stall Separation with DBD PlasmaActuator2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa, S. Shimomura, K. Asada, S. Sekimoto, T.Tatsukawa, and K. Fujii
    • 学会等名
      AIAA Aviation 2017, AIAA 2017-3565
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Analysis of Closed-Loop Control of Flow around Airfoil Using DBD Plasma Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shimomura, T. Ogawa, S. Sekimoto, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii, and H. Nishida
    • 学会等名
      ASME FEDSM (Fluid Engineering Division Summer Meeting) 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Study of Separation Control over a Wide Range of Reynolds Numbers Using Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator on Airfoil2017

    • 著者名/発表者名
      S. Sekimoto, M. Anyoji, Y. Miyakawa, S. Shimomura, T. Nonomura, K. Fujii, S. Ito, and H. Nishida
    • 学会等名
      ASME FEDSM (Fluid Engineering Division Summer Meeting) 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Data Mining of Experimental Data on Separation Control of the Flows over NACA0015 and Ishii Airfoils Using Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      K. Asada, S. Sekimoto, T. Tatsukawa, T. Shimizu, M. Yabu, and K. Fujii
    • 学会等名
      ASME FEDSM (Fluid Engineering Division Summer Meeting) 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Extract-based and In Situ Methods for HPC Enabled CFD2017

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii
    • 学会等名
      Associated Workshop of ASME FEDSM 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] A Numerical Study on Flow Structures around a Rotating Small Axial Fan with High-resolution Computational Scheme2017

    • 著者名/発表者名
      H. Aono, Y. Takahashi, H. Mamori, M. Yamamoto, T. Tatsukawa, K. Fujii, and N. Murakami
    • 学会等名
      INTER-NOISE2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Separation Control around a Pitching Airfoil with Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      S. Sekimoto, Y. Miyakawa, S. Shimomura, H. Fukumoto, M. Anyoji, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii, S. Ito, H. Nishida
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC9)
    • 国際学会
  • [学会発表] Adapting High Resolution PIV to Shear Layer on Flow Controlled by DBD Plasma Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyakawa, S. Sekimoto, M. Sato, T. Nonomura, A. Oyama, S. Ito
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC9)
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Sustaining Mechanism of Wall Turbulence and the Optimal Design of Local Body Force for Flow Separation Control2017

    • 著者名/発表者名
      A. Yakeno, Y. Abe, S. Kawai, T. Nonomura, and K. Fujii
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC9)
    • 国際学会
  • [学会発表] 低レイノルズ数流れに対するCFD研究の現状と将来2017

    • 著者名/発表者名
      藤井孝藏、浅田健吾
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会年会講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマアクチュエータ:大規模流れ制御の可能性を拓く小型デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      藤井孝藏
    • 学会等名
      日本流体力学会年会講演会2017
    • 招待講演
  • [学会発表] DBDプラズマアクチュエータを用いたフィードバック翼流れ剥離制御のLES~翼表面圧力を用いた制御則の検討~2017

    • 著者名/発表者名
      小川拓人, 浅田健吾, 関本諭志, 立川智章, 藤井孝藏
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2017
  • [学会発表] 蛍光油膜法による車体周りの流れ場の可視化計測2017

    • 著者名/発表者名
      安養寺正之,清水 圭吾,中島卓司,関本諭志,藤井孝藏
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
  • [学会発表] 形状工夫で性能を求める時代からの脱却-流れを自在に操る技術の獲得を目指して-2017

    • 著者名/発表者名
      藤井孝藏
    • 学会等名
      第8回SOLIDWORKS解析ユーザー会
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマアクチュエータを用いたフィードバック離制御法の検討-第三報:翼表面圧力変動計測に基づくはく離制御流れのLES-2017

    • 著者名/発表者名
      小川拓人,浅田健吾,関本諭志,立川智章,藤井孝藏
    • 学会等名
      プラズマアクチュエータ研究会第5回シンポジウム

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公開日: 2018-12-17  

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