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2015 年度 実績報告書

EFD/CFD/RT融合による非線形飛行力学の跳躍的発展

研究課題

研究課題/領域番号 25249121
研究機関東北大学

研究代表者

浅井 圭介  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40358669)

研究分担者 沼田 大樹  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20551534)
上野 誠也  横浜国立大学, 環境情報研究科(研究院), 教授 (60203460)
大林 茂  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80183028)
下山 幸治  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (80447185)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード飛行力学 / 非定常空気力学 / 磁力支持天秤装置 / ロボットマニピュレータ / 光学計測 / データ同化
研究実績の概要

本研究は,非線形領域における航空機の動安定性を評価するための新しい飛行シミュレーション技術を構築に向けて,EFD(風洞実験)とCFD(計算流力)とRT(ロボット技術)の専門家が協力して,これらの分野を融合した新概念の実験技術を開発することを目的としている.具体的には「ロボットマニピュレータ」や「磁力支持装置」(MSBS)などの動的マニピュレーション技術とこれらをClosed Loop で制御し仮想的な自由飛行状態を作り出す「ハイブリッドシミュレーション」技術の開発と非線形空気力の数理的モデルの同定を可能にする「計測融合シミュレーション」手法の開発を目指している.初年度はハイブリッドシミュレーションを用いた動安定実験に注力し,専用の制御プログラムの開発,サーボ遅れ補償のための制御アルゴリズム,磁力支持装置のセンサ部(光学カメラ),パワーアンプ部,制御システムの構築などに取り組んだ.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの非定常流を計算するCFDプログラムを開発し,実験による計測値とCFD 計算と同化させるためのプログラムを開発した.最終年度は低速実験用の感圧塗料を開発し,ロボット・マニピュレータを用いた実験(デルタ翼模型)を行い感圧塗料による非定常圧力場の可視化を行った.これと並行にロボットマニピュレータを鈍頭物体の地面効果やカプセル模型の実験に適用した.また磁力支持装置については計測制御システムの性能向上に取り組み,昨年度達成できなかった模型の6自由度支持に初めて成功した.さらに,最大で15度の迎角で模型を空中固定することにも成功した.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの失速後の剥離流れを計算するCFDプログラムを開発し,蛍光油膜法による表面せん断応力の計測画像とCFD 計算の同化により境界層の遷移位置を同定する問題に取り組んだ.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Old Dominion University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Old Dominion University
  • [学会発表] MSBSによる非定常空気力計測の現状と課題2015

    • 著者名/発表者名
      浅井圭介, 大嶋龍, 安保巧, 大林巧, 澤田秀夫
    • 学会等名
      第53回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      松山市総合コミュニティセンター,愛媛県松山市
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Field Control of the IFS 1-m MSBS for Forced-oscillation Experiments2015

    • 著者名/発表者名
      T. Senzaki , K. Sato, K. Asai, S. Obayashi, H. Sawada
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Position Sensing System for the IFS 1-m MSBS2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, T. Senzaki, K. Asai, S. Obayashi, H. Sawada
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Support Interference Effects on Aerodynamic Forces of a Magnetically Suspended 6:1 Prolate Spheroid Model2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ambo , T. Otsuki, S. Taniguchi, D. Numata, K. Asai
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Interference Effects of Oil-Flow Visualization on the Model Position and Attitude Sensor System of the 0.3-m MSBS2015

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi , T. Ambo, D. Numata, K. Asai
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] A Low Frequency Calibration Device for Pressure Sensitive Paint2015

    • 著者名/発表者名
      M. Pastuhoff , Y. Sugioka, K. Asai
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Makita-type Active Turbulence Grid for 0.3-m Wind Tunnel2015

    • 著者名/発表者名
      S. Hattori, H. Nagai, D. Numata, K. Asai
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishing Optical Aerodynamics Measurement System for the 0.3-m Magnetic Suspension and Balance System2015

    • 著者名/発表者名
      T. Lee, T.Ambo, Y.Sugioka, D.Numata, K.Asai
    • 学会等名
      5th Japanese-German Joint Seminar on Molecular Imaging Technology for Interdisciplinary Research
    • 発表場所
      産業技術総合研究所,茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-09-23 – 2015-09-25
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Device for Dynamic Calibration of PSP2015

    • 著者名/発表者名
      M. Pastuhoff, Y.Sugioka, D.Numata, K.Asai
    • 学会等名
      5th Japanese-German Joint Seminar on Molecular Imaging Technology for Interdisciplinary Research
    • 発表場所
      産業技術総合研究所,茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-09-23 – 2015-09-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的風洞試験に向けた磁力支持天秤装置の開発2015

    • 著者名/発表者名
      野口大樹,安保巧,谷口周平,大槻高也,沼田大樹,浅井圭介
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第46期年会講演会
    • 発表場所
      東京大学 山上会館,東京都文京区
    • 年月日
      2015-04-16 – 2015-04-16
  • [備考] MSBS研究会

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/edge/MSBS/

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公開日: 2017-01-06  

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