| 研究課題/領域番号 |
20K04933
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
溝口 誠 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (10532781)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 気流乱れ強さ / 風洞試験手法 / 環境じょう乱生成 / 空気力測定 / 動的乱流格子 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では乱流生成装置の一種である動的乱流格子を用いた風洞実験に模型直動装置を組み込むことで，模型と気流の相対速度を調整可能とし，様々な強さの乱流場を実験模型周囲に実現する実験手法の開発に取り組んでいる．2020年度の研究からは，直動装置を利用した実験手法が有効であることを確認できた．一方，直動中の模型に働く空気力を精度良く測定するためには，力センサの更新と直動装置および風洞風路の延長が必要であることが示された．
そこで2021年度は直動装置の延長による測定精度向上を目標に，実験環境の整備を行った．次に延長した風路内の気流特性分布を熱線流速計を用いて調べ，直動装置を利用した風洞実験に必要な長さの試験区間が得られたことを確認した．そのうえで模型に働く空気力測定用の力センサとして適切な器材を選定，導入し，直動中の模型に働く空気力測定を行った．直動装置を駆動して測定した空気力は，実験条件が同じ直動装置を駆動しない場合の空力特性とよく一致した．このことから，直動装置を利用した実験でも空気力を適切に測定出来ることを確認した．また，本研究の提案手法による測定結果との比較考察を行い，あわせて模型直動に伴う実験の問題点把握や流れ場観察のために，他の風洞や水槽を用いて乱れ強さをパラメータとした実験を並行して行った．これらの結果との比較から，直動装置を同じ条件で駆動した場合でも乱れ強さが異なる条件の場合，推定される空力特性の変化が現れることを確認し，提案する実験手法の有効性を確認することができた．さらに，本手法を用いることで，動的乱流格子単体よりも大きな乱れを生成でき，強い乱れ環境下における翼空力特性の測定が可能となることを示した．これらの結果をもとに現在は，空気力測定精度のさらなる向上に取り組んでいる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2021年度予定していた内容のうち，空気力測定の実現による実験手法の有効性を示す部分は当初予定のとおりに示すことができた．ただしコロナ禍による環境の変化のため，実験結果の蓄積に遅れが生じている．また，予定していた海外発表の取りやめが発生するなど，成果報告にも遅れが生じている．
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度当初に予定していた研究計画は順調に推移し，空気力測定を実現し，実験手法の有効性を示した．2022年度は本実験手法がより多様な実験模型形状に対応できること示すために，二次元翼または半裁翼による高アスペクト比翼模型の実験を実現し，測定結果の蓄積と測定精度の向上をはかる予定である．また，翼空力特性の測定結果によって，気流乱れ強さが翼空力特性に及ぼす影響の解明に貢献したい．2022年度はそのための力センサの導入や追加実験の実施を予定している．また，本研究においてこれまでに得られた知見をまとめ，研究成果を国内外の学会や学術雑誌等で報告する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響のため，予定していた海外発表を取りやめたことと，実験の進捗状況から2021年度に予定していた力センサの導入を延期したことが主な理由である．これらの経費は測定精度向上を目的とした力センサの導入や研究成果発表のための旅費・学会参加費や論文投稿に必要な費用に充当する予定である．
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