2002 Fiscal Year Annual Research Report

音速近くの流れの解明と制御

Research Project

Project/Area Number	14205137
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	中橋和博東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大林茂東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (80183028) 松島紀佐東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40332514) 澤田恵介東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80226068) 吉田憲司 (独立法人)航空宇宙技術研究所, 研究員藤井孝蔵東北大学, 宇宙科学研究所, 教授 (50209003)
Keywords	音速 / 衝撃波 / CFD / 最適設計 / 遷音速
Research Abstract	航空機実形状周りの高遷音速流れや弱い衝撃波を伴った流れの数値解析ツールとして、非構造格子に基づくEuler/Navier-Stokesソルバーの拡張および整備を行った。表面格子生成およびNavier-Stokes用のハイブリッド非構造格子生成プログラム開発、並列計算によるソルバーの高速化、乱流モデルの検証、移動格子法の開発、重なり格子法の整備、等である。このCFDシステムを用いて詳細な航空機モデルについての解析を実施し、遷音速域における形状の微小変化で衝撃波位置が大きく影響される状況を明らかにした。また、3種類の乱流モデルを用いた比較、格子密度の計算制度への影響等を調査した。高遷音速域での航空機の揚抗比について上記数値計算により調べ、マッハ数0.9〜0.98領域で揚抗比が改善する領域を見つけ、その発生理由を明らかにした。このマッハ数域はボーイング社のソニック・クルーザーが巡航を予定して領域であり、高遷音速域でも旅客機が商業的に成り立つことが可能であることを明らかにした。さらに、遺伝的アルゴリズムを上記CFDシステムと組み合わせて最適設計を試み、高遷音速域において揚抗比が更に改善されることを示した。航空宇宙技術研究所においては高遷音速域における風洞実験を行い、CFD解析との検証を進める。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Yasushi Ito, K.Nakahashi: "Surface triangulation for polygonal models based on CAD data"Int. J. for Numerical Method in Fluids. 39. 75-96 (2002)
[Publications] Takeshi FUJITA, et al.: "Aerodynamics Evaluation of NAL Experimental Supersonic Airplane in Ascent Using CFD"Journal of Aircraft. 39. 359-364 (2002)
[Publications] Daisuke Sasaki, et al.: "Navier-Stokes Optimization of Supersonic Wings with Four Objectives Using Evolutionary Algorithm"Journal of Aircraft. 39・4. 621-629 (2002)
[Publications] Mitsuhiro Murayama, et al.: "Simulation of Aircraft Response to Control Surface Deflection Using Unstructured Dynamic Grids"AIAA Paper. 2002・2940. 1-9 (2002)
[Publications] Kisa Matsushima, et al.: "Transonic Design of SST"Proc. TRANSSONICUM4 IUTAM symposium. (印刷中). (2003)
[Publications] Fumiya Togashi, et al.: "CFD Evaluation of NAL Jet-Powered Experimental Airplane with Small Rocket Booster"AIAA Paper. 2003・1100. 1-9 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

音速近くの流れの解明と制御

Principal Investigator

中橋 和博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)

Research Products

[Publications] Yasushi Ito, K.Nakahashi: "Surface triangulation for polygonal models based on CAD data"Int. J. for Numerical Method in Fluids. 39. 75-96 (2002)

[Publications] Takeshi FUJITA, et al.: "Aerodynamics Evaluation of NAL Experimental Supersonic Airplane in Ascent Using CFD"Journal of Aircraft. 39. 359-364 (2002)

[Publications] Daisuke Sasaki, et al.: "Navier-Stokes Optimization of Supersonic Wings with Four Objectives Using Evolutionary Algorithm"Journal of Aircraft. 39・4. 621-629 (2002)

[Publications] Mitsuhiro Murayama, et al.: "Simulation of Aircraft Response to Control Surface Deflection Using Unstructured Dynamic Grids"AIAA Paper. 2002・2940. 1-9 (2002)

[Publications] Kisa Matsushima, et al.: "Transonic Design of SST"Proc. TRANSSONICUM4 IUTAM symposium. (印刷中). (2003)

[Publications] Fumiya Togashi, et al.: "CFD Evaluation of NAL Jet-Powered Experimental Airplane with Small Rocket Booster"AIAA Paper. 2003・1100. 1-9 (2003)

中橋和博東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)