2018 Fiscal Year Research-status Report
２波長再帰型点回折干渉計の開発と低レイノルズ数高亜音速翼型流れの特性解明
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17K06956
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
樫谷 賢士 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80535279)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 風洞試験 / 高揚力装置 / 点回折干渉計 / 空力特性 / 高分解能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は，PDI（点回折干渉計）光学系による小型高揚力装置として注目されるガーネフラップを取り付けたスーパークリティカル翼型まわりの流れ場と，定量計測による翼面圧力係数の特性を実験的に明らかにした．また，異なった波長を光源としたPDI光学系による高分解能型PDIを構築し，衝撃波管翼型流れに適用することで，これまで取り組んできた光源波長532nmのPDIに対して，より低い波長である355nmによる翼型まわりの流れ場計測を実施した．
小型高揚力装置による翼型流れに関する研究では，間欠式の風洞として無隔膜衝撃波管を用いた．供試模型としてスーパークリティカル翼型（SC-0414翼型）を用いた．模型翼弦長は60mm，翼幅60mmのアスペクト比1.0で，翼型後縁下面にフラップ高さが翼弦長の1%と3%のものを準備した．実験マッハ数は，0.76から0.92の範囲でスイープさせ，レイノルズ数は衝撃波管による特徴を生かしてRe = 1.5×10^5の一定とした．実験結果より，Gurneyフラップが高いほど，翼上面ではフラップを取り付けないClean形状より，負圧が大きくなり衝撃波が後方に発生することが明らかになった．
次に，光源の波長355nmとしたPDIによる実験では，空力データベースが多くデータの比較検討が容易なNACA-0012翼型 (翼弦長70mm，翼幅60mm) を供試模型として用い，衝撃波管翼型流れの可視化および定量計測を試みた．PDI光学系は，光源波長が355nmのためピンホールプレートをはじめ撮影カメラやレンズを紫外光用として構築した．光源の波長355nmと532nmのPDIの干渉縞の検討から，波長355nmにより得られた干渉縞の次数は波長532nmよりも増加し，その増加数は干渉縞の理論と一致することを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理由
１．PDI法による翼型流れの可視化/定量計測による研究では，Gurneyフラップが高いほど，翼型のキャンバーが変化する部位で，翼上面ではClean形状より負圧が大きくなり，衝撃波は後方に発生する．
２．Gurneyフラップが高いほど，フラップの位置で急激な密度変化が生じ，翼面上の負圧が急激に大きくなる．
３．波長355nmにより得られたPDI画像の干渉縞の次数は，波長532nmよりも増加し，その増加数は干渉縞の理論と一致する．
また，今年度は，当初計画より波長の短い355nmでの実験を実施し分解能の高い実験が可能となった．
以上のように，PDI法の翼型流れへの適用と，異なる波長によるPDI光学系による翼型実験について成果が得られ，研究はおおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
1．波長355nmのPDI光学系による高分解能翼型流れの空力試験
2．境界層空力制御装置（プラズマアクチュエータなど）を持つ翼型流れの特性解明
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| Causes of Carryover |
研究の進捗により光学部品を再検討し差額が生じたので，風洞試験において計測分解能を向上させるための圧力センサーの購入を計画している．
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