| 研究課題/領域番号 |
23246144
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大林 茂 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80183028)
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| 研究分担者 |
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30170343)
浅井 圭介 東北大学, 工学研究科, 教授 (40358669)
永井 大樹 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70360724)
斎藤 務 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (00302224)
川添 博光 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (40260591)
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| キーワード | ソニックブーム / 超音速流れ / 地上実験 / 光学計測 / 最適化 |
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| 研究概要 |
ソニックブームを含めた地上における超音速実験機の設計・評価システムを構築し、超音速複葉翼理論に基づく低ブーム超音速機形状の実用性を実証する。
特に低ブーム性を地上実験により実証するため、流体科学研究所の共用設備である2段軽ガス銃実験設備を改修し、飛行姿勢の計測を行うとともに、2次元圧力計測システムを構築し、3次元複雑形状の自由飛行実験を可能にするソニックブーム地上実験装置を開発する。
低ブーム超音速機形状の空力性能を確認するためには、バリスティックレンジ実験だけでなく、超音速風洞実験が必要であるが、これにはデータ生産性を上げるために流体科学研究所が所有する超音速風洞を利用する。この風洞は通常の力計測のために設置されたものではないので、天秤装置を自作して風洞の用途を広げる。また、この風洞は通風時にマッハ数を変えることができないので、非定常実験にはJAXA宇宙科学研究所の超音速風洞を必要に応じて利用する予定である。
低ブーム超音速機形状の設計には、超音速複葉翼理論に基づき数値流体力学(CFD)を駆使して、理想的な3次元翼胴形態を決定する。従来の設計変数に対する応答曲面法を非定常応答まで拡張した方法を開発し、非定常最適化による設計探査を行う。また、遠方場でのソニックブームを高精度に評価するため、温度・密度・湿度などの変化を伴う大気乱流中を長距離伝播する微弱なソニックブームのシミュレーション技術も開発する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ソニックブームのシミュレーション技術では、発表学生が学生講演賞を取るなど優れた成果が上がった。また、2段軽ガス銃実験設備の改修も順調に終了した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2段軽ガス銃実験設備の改修が順調に終了し、今年度はいよいよバリスティックレンジでの自由飛行実験のための計測システムを構築する年である。特に非軸対称物体の計測に努力したい。また、昨年度は超音速風洞での力計測に向けて準備を進めたい。
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