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2012 年度 実績報告書

スマートストトラクチャ素子を活用した翼型失速回避制御システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21360412
研究機関東京大学

研究代表者

李家 賢一  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20175037)

研究分担者 砂田 保人  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50216488)
今村 太郎  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30371115)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード航空宇宙工学 / 流体工学 / 剥離流 / 流体制御
研究概要

翼型上に生ずる層流剥離泡は、迎角を上げていくと突如崩壊し、翼型失速を引き起こす。現在のところ層流剥離泡の崩壊を予測することのみならず崩壊のメカニズムも未だ完全には解明されていない。本研究では層流剥離泡崩壊の抑制と翼型失速の回避を目的とした「剥離泡崩壊制御板」について、より効果の高い失速制御を可能とする機構と失速制御手法を確立することを目的とする。そのために、剥離泡崩壊の原因と考えられる剥離泡から放出される渦構造の生成を制御するスマートストラクチャ制御機構を用いて剥離流れ場の制御を試みる研究を行っている。
研究最終年度である平成24年度は、主に過去3年度に行った各種剥離制御板に関する実験結果等をもとに計測を継続した。まず前年度までに効果を確認した翼型失速回避機構装置を使用した計測を継続した。PIV装置を用いた翼型模型まわりの流れ場計測を行い、本機構装置の効果についての知見を得た。その際、失速回避機構で使用している剥離崩壊制御板から単一周波数の音波発生が明らかになり、この現象について調べる実験を追加で行った。一方、剥離崩壊制御板と関連して、前縁セレーションと呼ばれる剥離制御板があり、これによる剥離制御の効果を平板翼について調べる実験も流れの可視化、PIV計測、時系列流速計測によって行った。また固有直交分解と呼ばれる手法により剥離流れの構造を把握するための時系列流速計測も行った。
また翼型周り解析実施のための直交格子アルゴリズムを構築し、二次元翼型周りの定常流れ場解析を実施した。
得られた研究成果のとりまとめを行い、論文の執筆を行い、学会発表を行った。
以上を通して、本研究の目的であった層流剥離泡の崩壊を制御することによって失速制御を行う機構を確立することができ、また剥離流れに関する知見を深めることができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (11件)

  • [学会発表] Experimental and Numerical Studies on Flow behind a Circular Cylinder Based on POD and DMD2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Sakai, Yasuto Sunada, Taro Imamura and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 発表場所
      Sunport Takamatsu, Takamatsu, Japan
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] Stall Suppression Effect of Bubble Burst Control Plate Accompanied by Aerodynamic Noise2013

    • 著者名/発表者名
      Takuma Komuro, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 発表場所
      Sunport Takamatsu, Takamatsu, Japan
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] 固有直交分解(POD)と動的モード分解(DMD)を活用した円柱まわりの流れ計測2013

    • 著者名/発表者名
      左海将之、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第45回流体力学講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京都江戸川区
    • 年月日
      20130704-20130705
  • [学会発表] 翼型失速抑制時に剥離泡崩壊制御板が発生する空力音について2013

    • 著者名/発表者名
      小室卓磨、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第45回流体力学講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京都江戸川区
    • 年月日
      20130704-20130705
  • [学会発表] 前縁セレーション付きキャンバー翼における剥離制御効果に関する実験2013

    • 著者名/発表者名
      田中宏樹、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第45回流体力学講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京都江戸川区
    • 年月日
      20130704-20130705
  • [学会発表] Experimental Study of Separation Control on Cambered Airfoil with Leading-edge Serration2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanaka, Yasuto Sunada and Kenichi Rinoie
    • 学会等名
      The 5th Aerospace Innovation Workshop
    • 発表場所
      Univ. Tokyo, Tokyo, Japan
    • 年月日
      20130204-20130205
  • [学会発表] Investigation of Separation Control on Cambered Airfoil with Leading-edge Serration by Flow Visualization2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroki TANAKA, Yasuto SUNADA and Kenichi RINOIE
    • 学会等名
      2012 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 発表場所
      Jedu, Korea
    • 年月日
      20121113-20121115
  • [学会発表] 流れの可視化による前縁セレーション付きキャンバー翼における剥離制御効果の検証2012

    • 著者名/発表者名
      田中宏樹、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第44回流体力学講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場、富山県富山市
    • 年月日
      20120705-20120706
  • [学会発表] 自律制御機構つき矩形断面型剥離泡崩壊制御板による翼型失速抑制について2012

    • 著者名/発表者名
      小室 卓磨、砂田保人、中村悠志、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第44回流体力学講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場、富山県富山市
    • 年月日
      20120705-20120706
  • [学会発表] 矩形断面をもつ剥離泡崩壊制御板及びその組み合わせによる翼型失速抑制に関する実験2012

    • 著者名/発表者名
      中村悠志、砂田保人、李家賢一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第44回流体力学講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場、富山県富山市
    • 年月日
      20120705-20120706
  • [学会発表] Airfoil Stall Suppression Using Rectangular Bubble Burst Control Plate and Sensor Actuators2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Rinoie, Takuma Komuro, Yushi Nakamura and Yasuto Sunada
    • 学会等名
      6th AIAA Flow Control Conference
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana
    • 年月日
      20120625-20120628

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公開日: 2015-05-28  

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