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2020 Fiscal Year Annual Research Report

機械学習法を活用した自律型翼型失速回避制御システムの構築

Research Project

Project/Area Number 17H03476
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

李家 賢一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20175037)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今村 太郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30371115)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords航空宇宙工学 / 流体工学 / 剥離流 / 流体制御
Outline of Annual Research Achievements

本研究の究極的な目標は、航空機の失速を防止することで、重大な航空機事故を防ぎ、社会的な重要課題である航空安全の向上に寄与することを目指すことである。そのために、申請者らが開発を続けてきた失速抑制を可能とする制御装置に関して、人工知能の手法である機械学習法を活用することで、迎角や速度のような流れ場の状況が変化したときにシステムが自動的にその変化を認識できないというこれまでの問題点を解決した失速回避方法を確立することを目的としている。
研究最終年度の2020年度は、2019年度までに行った、板高さ可変で、かつ電磁力を利用した動的駆動型の剥離泡崩壊制御板装置と機械学習機能を活用した失速回避実験に関する実験結果の考察を引き続き行い、成果をまとめた。次に、2019年度に行った流れの可視化と機械学習を組み合わせることで、剥離泡崩壊を起こしている状況での時系列表面圧力分布を推定する手法に関する予測精度を更に高めるための検討を行った。その検討の途中で、可視化画像中の渦構造を精度高く認識する手法の必要性が認められ、その手法の妥当性を確認するために、補助金の繰り越しを行った。更には、剥離流れ内の流れ場構造を三次元と時系列の両面からできるだけ捉える風洞実験も継続し、失速抑制能力向上につながる剥離流れ場構造に関する知見を得た。
一方、準三次元Navier-Stokesコードを用いた数値解析を実施することで、フラップが付いた翼型周りの非定常流れ場解析を行い、同じ条件で行った風洞実験結果との比較を行うことができた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] 機械学習制御を活用した動的駆動型剥離泡崩壊制御板による翼型失速抑制について2020

    • Author(s)
      浅井祥平、加藤健人、倭 誉、砂田保人、李家賢一
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会論文集

      Volume: 68 Pages: 195-203

    • DOI

      10.2322/jjsass.68.195

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Flow Structure Developed in the Laminar Separated Region on the Airfoil with Actively Deflected Trailing-edge Flap2021

    • Author(s)
      Yuta Akama and Kenichi Rinoie
    • Organizer
      2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Studies on Behavior of Laminar Separation Bubble Formed on the Hofsass Espada Airfoil near Stall2021

    • Author(s)
      Masashi Kawakami and Kenichi Rinoie
    • Organizer
      2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 翼型上層流剥離域内で発達する渦構造の立体モデル化および再付着現象との関連について2021

    • Author(s)
      崎田紘孝、今村太郎、李家賢一
    • Organizer
      第53回流体力学講演会
  • [Presentation] Study on Dynamic Bubble Burst Control Plate Actuation Utilizing Machine Learning for Stall Suppression2020

    • Author(s)
      Kento Kato, Shohei Asai and Kenichi Rinoie
    • Organizer
      AIAA Aviation and Aeronautics Forum and Exposition 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 翼型失速付近迎角において剥離泡崩壊制御板設置時に前縁付近から放出される渦の挙動に関する実験2020

    • Author(s)
      加藤健人、浅井祥平、李家賢一
    • Organizer
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020 オンライン
  • [Presentation] 時系列PIV計測による翼型上層流剥離域内での渦構造発達に関する考察2020

    • Author(s)
      崎田紘孝、李家賢一
    • Organizer
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020 オンライン
  • [Presentation] 深層学習を用いた翼型まわり剥離流れの可視化画像による表面圧力推定2020

    • Author(s)
      川上理史、李家賢一
    • Organizer
      流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020 オンライン

URL: 

Published: 2022-12-28  

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