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2017 年度 実施状況報告書

ジェットエンジンにおけるサイクル解析とマルチフィジックスCFDの統合解析手法

研究課題

研究課題/領域番号 16K14165
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

鈴木 正也  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (40548161)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード熱サイクル / マルチフィジックス / 圧縮性流体 / ジェットエンジン / ファン / 圧縮機 / タービン / RANS
研究実績の概要

H28年度は成果発表を行うことができなかったため,H29年度成果の発表に加えて,H28年度に行った「解析プログラムの開発」と「想定エンジンの不具合発生前の性能計算」において得られた成果についても発表を行った.
H28年度の段階では,「想定エンジンの不具合発生前の性能計算」に関してファンの計算に遅れが生じていたため,これはH29年度初期に解析を行い遅れを取り戻した.続いて,H28年度に準備を行った数値解析プログラムのテストを進め,不具合の修正を進めた.これにより,マルチフィジックス解析とサイクル解析の統合解析を行う準備が整った.
さらに,本研究のスコープ外ではあるが,ここで得られた解析プログラムを防氷技術のフィージビリティー調査にも適用することで,研究終了前に一定の有用性を確認することができた.
一方,これらの準備を進めた結果,研究計画を設定した当初に予定したよりも計算負荷が高いことが分かった.このまま計算を進めると,研究期間の最終年度であるH30年度で当初想定した計算ケース数を確保できなくなる可能性が出てきた.しかしながら,計画当初はやや多めの計算ケース数を想定していたため,計算ケース数が多少不足しても,解析手法の構築やマルチフィジックス現象がエンジンシステム全体に及ぼす影響の調査に対して致命的な影響はない.また,マルチフィジックスCFDの計算負荷が高いため,この部分の計算領域を狭める等の対策で計算ケース数を確保することも考えられる.どちらの方法をとるかはH30年度初期に決定の上,研究を進めることにする.

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

H28年度は人事上の理由から,研究に着手するのが遅れてしまったため,当初の予定より遅れが生じたものの,H29年度でおおむね進捗の遅れは取り戻せたものと考えている.また,同様に想定していた学会発表等の申込みが物理的にできず,成果発表を行えていなかったが,H29年度はこれらの成果発表も順調に行うことができた.

今後の研究の推進方策

H30年度で本課題は終了となる.解析に使用するソルバー等の準備はほぼ整いつつあり,統合解析前の初期条件となる解もほぼ揃っているため,今後は統合解析を実施して成果の取りまとめを行う.

次年度使用額が生じた理由

H28年度の遅れの影響で計算機の調達と成果発表に関わる費用をH29年度に持ち越した背景があり,H29年度の使用額は当初想定から大きくずれてはいない.ただし,計算機の調達はH29年度も見合わせ,H30年度に行うこととした.H29年度については既設の計算機リソースが想定より余裕があったことから,調達時期を遅らせてより費用対効果のよい計算機を調達することにしたためである.
したがって,H30年度は当初予定した使途に加え,計算機の調達が含まれることになる.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] UPACSを用いたファン動翼防氷技術のフィージビリティ調査2018

    • 著者名/発表者名
      和田拓也,守裕也,山本誠,水野拓哉,賀澤順一,鈴木正也
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] UPACSを用いた高圧タービン初段静翼におけるサンドエロージョン現象の数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      上野学,守裕也,山本誠,鈴木正也
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Multi-Physics Simulation of Particulate Erosion Phenomena Using One-Way and Two-Way Couplings2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M., Hataya, H., Mamori, H., Fukushima, N. and Yamamoto, M.
    • 学会等名
      13th International Symposium on Experimental Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
    • 国際学会
  • [学会発表] サンドエロージョン予測に対する境界適合格子に適した損傷形状表現と混相流の取り扱いに関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木正也,畠谷尊明,守裕也,福島直哉,山本誠
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2017
  • [学会発表] 高温高速固気二相流の数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木正也,山根敬
    • 学会等名
      第45回日本ガスタービン学会定期講演会
  • [学会発表] 航空エンジンにおけるマルチフィジックス・シミュレーションの展開2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木正也
    • 学会等名
      第7回計算力学シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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