2020 年度研究成果報告書

大型膨張波管設備を用いた大気突入飛翔体周り流れの高精度解析モデルの開発

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	17KK0120
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
配分区分	基金
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	東海大学
研究代表者	山田剛治東海大学, 工学部, 准教授 (90588831)
研究期間 (年度)	2018 – 2020
キーワード	Shock wave / Spectroscopy / Expansion tube / CR model / Plasma / Hypersonics / Atmospheric entry
研究成果の概要	本研究は、探査機のスケールモデルを用いた地上試験を行い、探査機周りの流れ場の解明と解析モデルの高精度化を行うことを目的とする。最初に衝撃波管を用いた予備試験により、垂直衝撃波により生成された１次元的なプラズマの特性を明らかにした。そして最終的に膨張波管を用いたくさび模型周りのプラズマ流の特性調査を実験的に行い、流れ場の数値解析モデルの検証を実施した。
自由記述の分野	再突入空気力学
研究成果の学術的意義や社会的意義	従来の研究では、飛翔体模型を用いずに、大気突入時と同じ速度で生成した垂直衝撃波背後のプラズマ流の熱化学過程について主に衝撃波管試験により特性調査が実施されてきた。しかしながら実際の飛翔体周りの流れ場は３次元的であり、背面加熱率が数値予測と異なるという問題も指摘されている。そこで本研究で実施したくさび模型周りのプラズマ流の分光計測結果から衝撃波による圧縮と模型背面部の膨張を伴う場合の熱化学特性が解明され、探査機周り流れの解析モデルの高精度化が期待できる。また国際共同研究として実施したことで、今後は当該研究のますますの進展が期待できる。