研究課題
低高度を数年継続飛行することで空の基地局となる衛星航空機の実用化が期待されている.従来航空機と異なり,極軽量柔軟な衛星航空機は静的大変形形状によって周波数特性・動特性が激変する.衛星航空機の早期実現には大変形を考慮した数値モデル(非線形運動方程式)による静解析・周波数解析・動解析という一連の解析が必要になる.非線形性を任意に移動させ,静解析・周波数解析・動解析いずれに対しても容易に適用でき,高い解析性能を発揮する【非線形移動型モデリング法】の構築を目的とし,2年目は以下の3点に取り組んだ.①静解析モデルの精度実証:東北大学・流体科学研究所の風洞装置を用いた.鉛直に固定支持した平板翼模型に対して,迎角と流速を変更した場合の変形量をレーザ変位計で計測した.風洞実験結果と解析結果は良好に一致した.②動解析モデルの精度実証:東北大学・流体科学研究所の風洞装置を用いた.鉛直に固定支持した平板翼模型に対して,先端にワイヤを貼付した.そのワイヤを切断することで,風洞内において模型に振動を発生させた.実験結果と解析結果は良好に一致した.この実験成果をJournal of Sound and Vibrationで発表した.③【ジョイントパラメータ】という定式化法を提案し,衛星航空機の静解析用歪モデルにおいて,操作舵面などのジョイント部の効率的な表現を可能にした.【ジョイントパラメータ】の基礎理論をJournal of Sound and Vibrationで発表した.
2: おおむね順調に進展している
第一目的としていた「静解析モデルの実証」ができたため.第二目的としていた「周波数解析モデルの実証」は実施できなかったが,「動解析モデルの実証」はできたため,総合的にみて,おおむね順調に進展しているといえる.
研究室内に作成した小型風洞と突風発生装置を用いて,提案モデリング法の実証を多角的に行う.具体的には以下2つの実験を想定している.①ステップ型の突風に対する平板翼模型の変形②正弦波型の突風に対する平板翼模型の変形
東北大学・流体科学研究所の風洞の改修工事に伴い実験回数が減少したため.改修工事が想定よりも長期化しているので,繰越額は数値解析の研究成果発表に対して使用する.
すべて 2023 2022 その他
すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)
Journal of Sound and Vibration
巻: 547 ページ: 117535~117535
10.1016/j.jsv.2022.117535
AIAA Journal
巻: 61 ページ: 1720~1734
10.2514/1.J062210
ASME Journal of Computational and Nonlinear Dynamics
巻: 17 ページ: 111003
10.1115/1.4055310
巻: 538 ページ: 117241~117241
10.1016/j.jsv.2022.117241
http://web.tohoku.ac.jp/makihara/www-j/index-j.htm