| 研究課題/領域番号 |
16K18309
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
浅田 健吾 東京理科大学, 工学部情報工学科, 研究員 (00773318)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | DBDプラズマアクチュエータ / 数値流体力学 / 乱流 / 流体制御 |
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| 研究実績の概要 |
本課題ではDBDプラズマアクチュエータを用いた流れ制御を実流れに適用する事を目的として，乱れた流れ（乱流）を含む小さなスケール流れ（低レイノルズ数流れ）及び乱流へと容易に遷移する大きなスケール流れ（高レイノルズ数流れ）において，効果的である剥離制御手法を非定常解析が可能なラージエディシミュレーション(LES)を用いて明らかにする．
現状DBDプラズマアクチュエータの有用性が示されているのは乱れを含まない理想的な低レイノルズ数流れに限られており，本デバイスの実用化には実際の航空機が飛行する乱れを含むような流れ環境下での性能実証が不可欠である．本年度は低レイノルズ数において乱れを含む流れを人工的に作成するプログラムを流体解析ソルバーに実装し，基本的な性能特性の評価，テスト計算の実施を行った．一様流中に人工的に生成した乱流（人工乱流）を付加した流体シミュレーションを行い，周波数特性や変動量の2点相関が実際の乱流に近い特性をもつことを確認した．続いて，テスト計算として，平板流れに対して人工乱流を付加したシミュレーションを行い，平板上に形成される剥離泡への影響を検証した．その結果，人工乱流を伴わない理想的なシミュレーションでは遷移・再付着が実験に比べて下流で発生するのに対して，人工乱流を伴うケースでは流れの再付着が実験とほぼ同等の位置で生じることを確認し，今回実装した人工乱流生成プログラムによって実流れの特性を再現できることを確認した．現在は格子解像度や乱流パラメータの影響を検証しつつ，DBDプラズマアクチュエータによる制御流れに対して人工乱流を付加したシミュレーションの準備を行っている．ここまで得られた結果は学会発表に向けて準備中である．また，昨年度行った高レイノルズ数流れ解析によって得られた成果はジャーナルに投稿中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
当初の予定では，2年計画で本研究を遂行する予定であったが，高レイノルズ数流れのデータ解析の進捗が良くジャーナルとして成果をまとめることを優先したこと，人工乱流生成プログラムの実装に時間がかかったことの理由により，研究期間を1年延長することとした．今年度，人工乱流生成プログラムの実装，性能評価がおおよそ完了したため，次年度に本来の目的である制御流れの解析を進める予定である
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は今年度行えなかった一様流に乱流を含む低レイノルズ数流れ及び，壁面モデルを用いた高レイノルズ数流れに剥離制御を行ったシミュレーションを行う．低レイノルズ数流れのシミュレーションに必要な人工乱流生成プログラム実装とテスト計算は今年度末に完了したため，引き続いて制御流れのシミュレーションに移行する予定である．低レイノルズ数流れのシミュレーション実施期間中に高レイノルズ数流れシミュレーションの準備を進める． 後期に高レイノルズ数流れのシミュレーションを実施し，本課題の目的を達成する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究進捗の遅れによる1年間の研究期間延長申請に伴い，研究費を一部繰り越し，次年度の研究活動資金とするため．具体的には当初購入予定していたデータストレージ，ワークステーションは所属研究室の資源を利用可能であったために購入を見送り，本年度使用した学会参加費，物品購入金額との差額を次年度に繰り越す事とした．
繰越金額の使用は主に国際学会（AIAA SciTech Forum 2019または70th Annual APS DFD Meetingを予定）の旅費とし，残りの資金でデータ保存用のストレージ購入を予定している．
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