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2014 Fiscal Year Annual Research Report

革新的ソニックブーム低減技術の地上実証研究

Research Project

Project/Area Number 23246144
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大林 茂  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80183028)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斎藤 務  室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00302224)
沼田 大樹  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20551534)
小林 秀昭  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30170343)
小川 俊広  東北大学, 流体科学研究所, 技術専門員 (30375133)
川添 博光  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40260591)
浅井 圭介  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40358669)
千葉 一永  北海道科学大学, 工学部, 准教授 (50450705)
永井 大樹  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70360724)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywordsソニックブーム / 超音速流れ / 地上実験 / 光学計測 / 最適化
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,ソニックブームを含めた地上における超音速実験機の設計・評価システムを構築し,超音速複葉翼理論に基づく低ブーム超音速機形状の実用性を実証する.特に低ブーム性を地上実験により実証するため,流体科学研究所の共用設備である2段軽ガス銃実験設備を利用して,圧力計測システムの高精度化およびブームカーペットの評価が可能である圧力の時空間分布計測システムを構築し,3次元複雑形状の圧力計測実験を可能にするソニックブーム地上実験装置を開発する.この目標に向けて,以下の研究実績を上げることができた.
・非定常最適設計探査:非定常現象を伴う設計問題に効率的に対処すべく,新たなデータマイニング手法として階層型相関分析を提案し,工学問題に応用することで優位性を示した.
・ソニックブーム地上実験装置設計:流体科学研究所の弾道飛行装置を利用して,昨年度構築した多重極解析手法による自由飛行する複雑形状物体の近傍場圧力計測システムを用いて複葉翼形状の物体の近傍場圧力を計測するため,数値解析を用いて実験条件の最適化を行い,計測精度の高精度化を果たした.
・圧力波計測:弾道飛行装置を利用した近傍場圧力計測実験において,時間応答性を大幅に改善した超高速応答型感圧塗料の有用性の実証試験を行い,観測面上を超音速で伝播する非定常圧力波を面的および時系列的に捉えることに成功した.
・風洞実験:揚力や抗力等の計測感度を調整して設計できる超音速風洞試験用の新たな力天秤の開発を行い,超音速気流中のくさび模型の空気力測定に適用し,超音速風洞試験用6角天秤の有用性を確認した.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (28 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (22 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Validation of Measurement Accuracy for Near-Field Pressure around Supersonic Projectiles in a Ballistic Range2015

    • Author(s)
      T. Ukai, K. Ohtani, S. Obayashi
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 67 Pages: 24-33

  • [Journal Article] Effects of dual jets distance on mixing characteristics and flow path within a cavity in supersonic crossflow2014

    • Author(s)
      Takahiro Ukai, Hossein Zare-Behtash, Kin Hing Lo, Konstantinos Kontis, Shigeru Obayashi
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      Volume: 50 Pages: 254-262

  • [Journal Article] Experimental Investigation of Impinging Shock - Cavity Interactions with Upstream Transverse Jet Injection2014

    • Author(s)
      Hossein Zare-Behtash, Kin Hing Lo, Takahiro Ukai, Konstantinos Kontis, Shigeru Obayashi
    • Journal Title

      Transaction of the Japan society for aeronautical and space sciences, Aerospace technology Japan

      Volume: 12 Pages: 57-62

  • [Journal Article] 爆発事故定量評価のためのBursting Sphereの数値解析とスケール則2014

    • Author(s)
      大塚輝人、齋藤務、吉川典彦
    • Journal Title

      安全工学

      Volume: 53 Pages: 310-316

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 設計情報学を用いたハイブリッドロケットエンジン搭載単段式宇宙輸送機の体年設計2014

    • Author(s)
      千葉 一永, 渡邉 真也, 金崎 雅博, 北川 幸樹, 嶋田 徹
    • Journal Title

      日本機械学会論文集

      Volume: 80 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1299/transjsme.2014trans0287

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of a Sensitivity-Adjustable Three Component Force Balance and Its Application to Supersonic Wind Tunnel Testing2014

    • Author(s)
      G. Yamada, S. Imagawa, K. Inoue, H. Kawazoe, and S. Obayashi
    • Journal Title

      Journal of Fluid Science and Technology

      Volume: 9 Pages: 1-11

    • DOI

      DOI: 10.1299/jfst.2014jfst0068

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Shock wave studies and CFD2015

    • Author(s)
      T. Saito
    • Organizer
      The 16th National Symposium on Shock Wave
    • Place of Presentation
      洛陽,中国
    • Year and Date
      2015-07-16
  • [Presentation] 立ち上り時間の長い圧力波形に及ぼすジェット乱流の影響2015

    • Author(s)
      鵜飼孝博,竹野純平,小川俊広,大谷清伸,大林茂
    • Organizer
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県伊香保
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] 水波のマッハ反射現象に関する研究2015

    • Author(s)
      大谷清伸,Srisha Rao,齋藤務
    • Organizer
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県伊香保
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] 超音速翼胴模型の空力計測に向けた力計測技術 に関する研究2015

    • Author(s)
      今川真吾,大谷清伸,大林茂
    • Organizer
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県伊香保
    • Year and Date
      2015-03-10
  • [Presentation] 無隔膜衝撃波管を利用した衝撃風洞の性能評価と超音速流れ場の研究への応用2015

    • Author(s)
      平間良輝,矢野稔顕,加我健太郎,齋藤務,廣田光智
    • Organizer
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県伊香保
    • Year and Date
      2015-03-10
  • [Presentation] 複雑形状ノズルによる超音速自由噴流の実験及び数値解析的研究2015

    • Author(s)
      浅野信吾,Srisha Rao, 齋藤務、廣田光智
    • Organizer
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県伊香保
    • Year and Date
      2015-03-09
  • [Presentation] ダクト内圧縮性混合層の研究2015

    • Author(s)
      Srisha Rao, 齋藤務、廣田光智、浅野信吾
    • Organizer
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県伊香保
    • Year and Date
      2015-03-09
  • [Presentation] Aerodynamic Evaluation of a Capsule Shaped Projectile during Free Flight Testing with Ballistic Range2015

    • Author(s)
      A. Ishida, H. Nagai, H. Tanno and T. Komoro
    • Organizer
      53th AIAA Science and Technology Forum and Exposition
    • Place of Presentation
      Kissimmee, Florida, U.S.
    • Year and Date
      2015-01-05 – 2015-01-08
  • [Presentation] Application of PSP Technique to Near-Field Sonic Boom Measurements in a Ballistic Range2015

    • Author(s)
      D. Numata, K. Asai and K. Ohtani
    • Organizer
      53th AIAA Science and Technology Forum and Exposition
    • Place of Presentation
      Kissimmee, Florida, U.S.
    • Year and Date
      2015-01-05 – 2015-01-08
  • [Presentation] 設計情報学を基にした航空宇宙システムの設計2014

    • Author(s)
      千葉一永
    • Organizer
      日本機械学会北海道支部流体工学懇話会2014年度第2回流体工学懇話会研究会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-12-20
    • Invited
  • [Presentation] 燃料種を考慮したハイブリッドロケット概念設計における階層型相関分析2014

    • Author(s)
      千葉 一永, 渡邉 真也, 金崎 雅博, 北川 幸樹, 嶋田 徹
    • Organizer
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール
    • Year and Date
      2014-11-14
  • [Presentation] Structurization of Design Space for Launch Vehicle with Hybrid Rocket Engine Using Stratum-Type Association Analysis2014

    • Author(s)
      Chiba, K., Kanazaki, M., Watanabe, S., Kitagawa, K., and Shimada, T.
    • Organizer
      The 18th Asia-Pacific Symposium on Intelligent and Evolutionary Systems, IES2014
    • Place of Presentation
      The Nanyang Executive Centre, Singapore
    • Year and Date
      2014-11-12
  • [Presentation] Analysis of High-Speed Projectile Dispersion Using a Ballistic Range2014

    • Author(s)
      K. Miyakoshi, T. Ukai, T. Ogawa, K. Ohtani, S. Obayashi, C. Park
    • Organizer
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      Sendai International Center
    • Year and Date
      2014-10-10
  • [Presentation] 自由飛行試験における多重極解析精度向上に向けた研究2014

    • Author(s)
      山口貴嘉,齋藤雄太,大谷清伸,大林茂
    • Organizer
      第52回飛行機シンポジウム
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール
    • Year and Date
      2014-10-10
  • [Presentation] Stratum-Type Association Analysis for Conceptual Design of Hybrid Rocket in View of Fuels2014

    • Author(s)
      Chiba, K., Watanabe, S., Kanazaki, M., and Obayashi, S.
    • Organizer
      International Conference on Flow Dynamics, ICFD2014
    • Place of Presentation
      Sendai International Center
    • Year and Date
      2014-10-08
  • [Presentation] Long Rise-Time Pressure Signature through Jet Turbulence in a Laboratory-Scale Experiment2014

    • Author(s)
      T. Ukai, Y. Saito, K. Miyakoshi, T. Yamaguchi, K. Ohtani, S. Obayashi
    • Organizer
      29th Congress of the International Council of the Aeronautical Science
    • Place of Presentation
      Hotel Park Inn by Radisson Pribaltiyskaya, Russia
    • Year and Date
      2014-09-10
  • [Presentation] カプセル形状模型の自由飛行計測における空力特性評価2014

    • Author(s)
      石田照歩,永井大樹,丹野英幸,小室智幸
    • Organizer
      日本機会学会2014年度年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [Presentation] Experimental investigation of weak shock wave propagating through turbulent medium in controlled humidity field2014

    • Author(s)
      T. Ukai, K. Ohtani, S. Obayashi
    • Organizer
      21th international shock interaction symposium
    • Place of Presentation
      University’s of Latvia, Latvia
    • Year and Date
      2014-08-05
  • [Presentation] Experimental investigation of flow characteristics in an open cavity with upstream injectors2014

    • Author(s)
      T. Ukai,H. Zare-Behash, K. H. Lo, K. Kontis, S. Obayashi
    • Organizer
      Energy Challenges and Mechanics
    • Place of Presentation
      Hilton Aberdeen Treetops, UK
    • Year and Date
      2014-07-09
  • [Presentation] 超音速飛翔体分散挙動に関する研究2014

    • Author(s)
      大谷清伸, 宮腰康, 鵜飼孝博, 小川俊広, 大林茂
    • Organizer
      第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      弘前文化センター
    • Year and Date
      2014-07-03
  • [Presentation] Visualization of a Re-entry Vehicle in Hypersonic Flow using Temperature-Sensitive Paint2014

    • Author(s)
      H. Nagai, T. Horagiri, H. Tanno and T. Komoro
    • Organizer
      The 16th International Symposium on Flow Visualization
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2014-06-25 – 2014-06-27
  • [Presentation] 高低湿度場での衝撃波と乱流干渉2014

    • Author(s)
      鵜飼孝博,大谷清伸,大林茂
    • Organizer
      社団法人日本航空宇宙学会第45期年会講演会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館
    • Year and Date
      2014-04-10

URL: 

Published: 2016-06-01  

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