2012 Fiscal Year Annual Research Report
仮想飛行試験の実現に向けた次世代動的風洞実験の基盤構築
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22246103
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
浅井 圭介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40358669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沼田 大樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20551534)
姜 欣 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30451537)
永井 大樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70360724)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 知能ロボティックス / 流体工学 / 飛行力学 / 先進計測 |
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| Research Abstract |
動的風洞実験はその重要性が広く認識されながらも，動安定微係数の計測が複雑で困難を伴うため，経験則に基づいた線形理論による推定で代用されることが多かった．しかし，近年，航空機の動安定性評価に対する要求には急激な変化が生じており，非線形の運動方程式と非定常空気力学に基づいたより高精度の安定性評価法の必要性が認識されていた．本研究では，このような要請に応える新規技術として，ハイブリッド・アプローチによる次世代動的風洞試験法の研究開発に取り組んだ．平成２４年度は，前年度に設計製作した新規HEXA型パラレルロボットとその制御系を整備し，それを用いた動的風洞実験を実施した．縦運動と横運動が連成する２自由度の強制加振実験に本技術を適用し，ロボットマニピュレータによる3Hzの高速加振を達成した．これに合わせて，感圧塗料を用いた非定常空気力の計測に取り組み，模型の運動による励起光照射の変化を補正する基準色素と複合化した塗料を新規開発し，ローリング運動するデルタ翼面上の非定常圧力分布の計測を行うことに成功した．また，蛍光ミニタフトの動画から運動する物体上の流れが乱れた領域のみを抽出して可視化するプログラムを新規に開発した．これらの先進的な画像計測手法を用いることで，ローリング運動するデルタ翼面上の前縁剥離渦の崩壊やローリングモーメントへの周波数の影響を明らかにすることができた．ハイブリッドシミュレーションの実証試験においては，動的な不安定モードの例としてデルタ翼のウイングロック現象を取りあげ，拘束運動による不安定現象の再現を試みた．フィードフォワードによりトルクセンサの遅れや運動計算の時間を補償する手法を開発し，その有効性を実証した．これら一連の実証試験の結果より，次世代動的風洞実験法の基盤技術を確立することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Characterization of pressure dynamics in an axisymmetric separating/reattaching flow using fast responding pressure-sensitive paint2012
Author(s)
Bitter, M., Hara,T., Hain, R., Yorita, D., Asai, K., Kahler, C.J
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Journal Title
Experiments in Fluids
Volume: Vol.53
Pages: 1737-1749
DOI
Peer Reviewed
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