| 研究課題/領域番号 |
18H03814
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
河内 俊憲 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40415922)
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| 研究分担者 |
小池 俊輔 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (40547064)
石田 崇 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 (70743988)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 非定常空力 / 先進光学計測 / 高レイノルズ数流れ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では航空機をより安全にかつ高効率で運用するため，航空機の翼面上で生じる三次元バフェットと呼ばれる衝撃波の横揺れ現象の解明を目指している．
本年度は，まず実験に用いる三次元後退翼模型の設計を行った．翼断面形状にはNASAが提供している基準翼型を採用し，これを後退角に直交するように配置する形状に決定した．その上で使用する風洞の模型サポートに適合可能な後退角をいくつか割り出した．これら選定した形状に対して，CFDを援用した流体・構造解析を行い，10度の後退角付き翼を製作する第一候補として決定した．そしてこの後退翼模型とこれの比較対象である後退角なしの翼模型を製作した．なお一連の模型製作において，模型サポートの制約から強度の不足等が判明したため，簡易模型による試験を行い，本試験用模型を作製する必要が生じた．そのため実施計画の一部を変更・延長することとなった．
本試験用に製作した模型を用いて風洞試験を行い、まずその安全性を確認した．その後これら模型を用いて壁圧分布，オイルフロー，非定常シャドーグラフ計測を行い，基本的な空力特性の取得を行った．その結果，後退翼模型において，マッハ数0.72，迎角7度の条件において，衝撃波の横揺れに起因すると思われるオイルフローパターンの揺れを確認できた．また今回設計した模型では，二次元バフェットが生じるマッハ数や迎角の範囲が既存の模型より狭いことが分かった．今のところその明確な理由は分かっておらず，今後の検討課題である．
またこれら模型製作と風洞試験に加え，次年度以降で使用する２断面同時可視化断層シュリーレン計測装置の開発を開始した．本年度は，使用する風洞スペースを考慮した光学部品の配置を机上にて検討し，風洞設備と計測装置の干渉を如何に回避するかを検討した。またこれらに加え必要な光学部品の調達を行った．
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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
模型設計・製作の段階で模型の強度不足が心配され，研究実施計画の一部を変更・延長し，これの対応に当たった．その結果，使用する高レイノルズ数二次元風洞で安全に実験を実施することが可能な模型の製作が行え，なおかつ研究のキーとなる衝撃波の横揺れに起因する現象を確認することが出来たため，「おおむね順調に進展している」とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
2018年度は，模型の設計・製作，およびこれを用いた風洞試験の安全性確認，基本的な空力特性の取得を行った．しかしながら，次年度以降で使用する２断面同時可視化断層シュリーレン計測システムの開発に関しては，模型製作の遅れから，必要機材の調達，および設計検討のみに留まった．2019年度以降の研究において，２断面同時可視化システムは必須のアイテムであるため，これの構築および機能確認を，これに当たる人員を増やし行う．
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