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2010 年度 実績報告書

能動的流体制御による細長物体の空力特性制御方法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21860028
研究機関東京農工大学

研究代表者

西田 浩之  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60545945)

キーワード能動的流体制御 / 剥離渦 / 細長物体
研究概要

細長物体における空力特性の能動的制御方法を確立することを最終目標として,本年度は低速風洞を用いた細長物体模型の空力特性制御実験,及び細長物体周りの大迎角剥離流れのCFDシミュレーションを行った.
風洞実験において,流体制御デバイスとしてはDBDプラズマアクチュエータを用いた.結果として,前胴と後胴に設置したアクチュエータを別々に駆動することにより,細長物体の縦方向の空力特性(ピッチングモーメント)を制御できること,また後胴の左舷と右舷に設置したアクチュエータを別々に駆動させることにより,横力の比例制御が可能であることなどが明らかとなった.これにより,細長物体周りの3次元的剥離流れを多地点に配した流体制御デバイスによりコントロールし,空力特性を制御するコンセプトが実証された.また,アクチュエータの非定常駆動(バースト駆動)により,制御と必要となるアクチュエータの出力を下げることができる可能性を併せて示した.LES-RANSハイブリッドコードにより,細長物体周りの大迎角剥離流れのシミュレーションを行い,結果を実験結果と比較しながら非対称剥離渦を定性的・定量的に正確に再現する為に必要なノウハウを蓄積した,具体的には,定常的な流れ場について言えばLES-RANSハイブリッド計算で十分可能であること,物体先端に取り付ける微少な突起(バンプ)の大きさを調整することで,非対称剥離渦の形状と空力特性を実験値に合わせこむことができること,などが示された.また,今後,プラズマアクチュエータの効果をCFD計算に取り込むために必要となる放電プラズマのシミュレーションコードを別途開発し,他の研究成果と比較の上,その信頼性を確認した.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] Preliminary Experimental Study on Aerodynamic Characteristics Control of Slender Body using DBD Plasma Actuator2011

    • 著者名/発表者名
      Nishida, H., Miyazaki, I., et al
    • 学会等名
      The 28^<th> International Symposium on Space Tecb nology and Science
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      20110605-20110612
  • [学会発表] Numerical Study on Control of Separation Flow over Slender Body Using DBD Plasma Actuator2011

    • 著者名/発表者名
      Inaba, R., Nishida, H., et al
    • 学会等名
      The 28^<th> International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      20110605-20110612
  • [学会発表] 細長物体の大迎角飛行時における剥離流れの能動的制御に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      西田浩之, 野々村拓, 他
    • 学会等名
      平成22年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙研(相模原)
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] 細長飛翔体の大迎角飛行時の非対称渦に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      山口晃弘, 西田浩之, 他
    • 学会等名
      第54回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-11-18
  • [学会発表] DBDプラズマアクチュエータにおける運動量輸送過程の流体モデルに基づいた数値シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      西田浩之, 安部隆士
    • 学会等名
      日本流体力学会2010
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンター(静岡)
    • 年月日
      2010-09-10
  • [学会発表] 細長糊体の大迎角飛行時における剥離流れの能動的制御に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      西田浩之・如晃弘, 他
    • 学会等名
      日本流体力学会2010
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] Numerical Analysis for Plasma Dynamics in SDBD Plasma Actuator2010

    • 著者名/発表者名
      Nishida, H., Abe, T.
    • 学会等名
      41st Plasmadynamics and Lasers Conference
    • 発表場所
      Chicago, Illinois
    • 年月日
      2010-06-28

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公開日: 2012-07-19  

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