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2021 年度 実績報告書

自由飛行物体にかかる非定常空気力を明らかにする非定常マルチカラーPSP技術の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20H02358
研究機関東海大学

研究代表者

沼田 大樹  東海大学, 工学部, 講師 (20551534)

研究分担者 菊池 崇将  日本大学, 理工学部, 助教 (50625291)
水書 稔治  東海大学, 工学部, 教授 (80433910)
大谷 清伸  東北大学, 流体科学研究所, 特任准教授 (80536748)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード感圧塗料
研究実績の概要

本研究では、自由飛行物体にかかる非定常空気力を明らかにする非定常マルチカラーPSP技術の実現を目指し、2020 年度に引き続き感圧塗料及び計測方法の双方において開発を進めた。
2021 年度において、感圧塗料の開発としては、従来型の感圧塗料の改良に引き続き取り組んだが、特に感圧塗料塗装時の特性のばらつきを抑える目的で、その塗装方法に大幅な改良を施した。結果として特性安定性を確保することに成功し、今後のマルチカラーPSP技術の確立に向け大きな進展とはなったが、一方で幾つかの技術的な課題点も明らかとなった。2022 年度においては、それらを次年度の研究で解消する計画である。
計測系については、2021 年度において撮像光学系を見直し、より計測条件が厳しい計測対象であっても感圧塗料からの発光を取得しやすく、かつ信号雑音比を大幅に改善可能な計測系へと改良した。この改良に伴い、従来型の光学系を用いた計測結果に比べ、大幅に計測精度を向上することに成功した。結果としてその後の解析精度も向上したが、2022 年度においては感圧塗料の特性と併せて更なる最適化を図る予定である。
実証試験については、当初実証試験に用いることを想定していた外部機関の試験装置がコロナ禍のために使用できず、実証試験から得られる予定であった感圧塗料・計測手法に関するフィードバックが得られなかったため、感圧塗料及び計測方法の双方について限られた向上にとどまらざるを得なかった。

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

コロナ禍により外部研究施設が使用できなかったため、開発した感圧塗料やその計測技術についての実証試験、及びその結果からのフィードバックが事実上全く得られなかったことが遅れの原因である。

今後の研究の推進方策

2022 年度においては、まず 2021 年度までに実施できなかった実証試験の実施を目指し、それらから得られるフィードバックをもって現状の技術の課題点や改良点を抽出する。それらを基に感圧塗料と計測装置側の改良・機能向上を行い、再度の実証試験を実施することで本開発技術の有用性を示す計画である。
感圧塗料については、2021 年度に行った特性安定性の研究をさらに推し進め、課題となっている点の解消を目指し、更なる技術向上を目指す予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Four-dimensional visualization of blast loading inside a detonation-driven shock tube using improved pressure-sensitive paint and digital image correlation2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu Mizukaki, Fumihiko Iwasaki, Misato Mori, Akari Kato, Daiju Numata
    • 雑誌名

      Science and Technology of Energetic Materials

      巻: Vol. 82, No. 4 ページ: 95-102

    • DOI

      10.34571/stem.82.4_95

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 衝撃波管による基礎空力試験実施のための感温塗料計測手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      齋地尊気、沼田大樹
    • 学会等名
      2021年度衝撃波シンポジウム
  • [学会発表] 超高速応答型感圧塗料を用いた衝撃波現象の可視化に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      岡本和也、沼田大樹
    • 学会等名
      2021年度衝撃波シンポジウム
  • [学会発表] 点回折干渉法による衝撃波現象の可視化に関する基礎研究2022

    • 著者名/発表者名
      沼田大樹
    • 学会等名
      2021年度衝撃波シンポジウム
  • [学会発表] Basic Research on the Surface Pressure Measurement Method for Hypersonic Projectiles Using Unsteady PSP2021

    • 著者名/発表者名
      Daiju Numata and Kiyonobu Ohtani
    • 学会等名
      Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Coating Method to Control the Thickness of TSP Layer2021

    • 著者名/発表者名
      Takki Saichi and Daiju Numata
    • 学会等名
      Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Investigation of Basic Characteristics of CNT Heater for Development of cnt-PSP2021

    • 著者名/発表者名
      T. uchida, S. Suzuki and D. Numata
    • 学会等名
      Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Low-speed Wind-tunnel for Basic Aerodynamic Research2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Harada and Daiju Numata
    • 学会等名
      Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an Aeroballistic Range with Reconfigurable Structures for Use in Studies on Projectile Aerodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Okamoto and Daiju Numata
    • 学会等名
      Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an Automatic Painting System for PSP/TSP Applying the 3D printer Technology2021

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Uchida and Daiju Numata
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Flow Visualization (ISFV19)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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