| 研究課題/領域番号 |
15K05793
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
飯田 明由 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30338272)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 生物流体 / 飛翔安定性 / 羽ばたき運動 / 乱流 / MAV |
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| 研究実績の概要 |
トンボや蝶は自然界の中で自由に飛翔し，蝶の中には大陸間を移動するものもいる．昆虫の飛翔は運動性能に優れ，効率が良く，大気乱流中でも安定しているという特徴がある．これらの特徴は超小型飛翔体（MAV: Micro Air Vehicle）や今後需要の増加が見込まれる小型飛行機において重要な課題であり，特に小型飛行機では離着陸時の安定性は安全性を確保する上で非常に重要である．本研究の目的は，乱気流中における飛翔昆虫の流体力学特性を実験及び数値解析により明らかにし，外乱を伴う環境で安定して飛翔するための技術を開発し，航空機の安定性・安全性を流体力学的に明らかにすることである．
本年度は大気乱流中における羽ばたき飛翔（昆虫モデル）と人工飛翔体（回転翼，固定翼）の空力性能の比較及びプラズマアクチュエータによる性能改善効果について検討を行うことを目的とし，振動翼の周波数と流れ場の関係について風洞実験で調べ，さらに振動平板にプラズマアクチュエータ(PA)を取りつけた実験を行った．実験の結果，PAを取り付けない場合はトンボのような複雑な羽ばたき運動が必要であるが，PAを用いた場合は単純な往復羽ばたき運動によって揚力が得られる可能性があることが明らかとなった．今後，PA制御による余力発生の羽ばたき飛翔のロバスト性について調べることにより，より効率的な飛翔技術の開発を行う．また，羽ばたき翼周りの流れ解析，PAを模擬した解析技術を開発し，予備解析を行った．この技術は翌年度の研究に適用する予定である．羽ばたき翼の解析には埋め込み境界法を的よした．これにより複雑な羽ばたき運動の解析が可能となった．また，PAの模擬には電界の強さを外力項で模擬するモデルを適用し，PA周りの流れを簡便に模擬することができることを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験装置の開発，解析技術の開発など概ねスケジュール通りであり，特に大きな問題は発生していない．開発した装置を用いて研究を継続していく．
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| 今後の研究の推進方策 |
実験及び解析については予定通り，乱流の影響，制御効果の確認を中心に進めていく．
数値解析による検討ををより強化し，流れ場の現象をより詳細に調べるていく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品の購入費が予定より少なかったために差額が生じた．
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| 次年度使用額の使用計画 |
実験用のモデルを複数作成し，実験パラメータを増やして，より詳細な実験を行う．
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