2015 Fiscal Year Annual Research Report
超小型低圧風洞の開発と超低レイノルズ数領域の昆虫サイズ翼空力特性の研究
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25630395
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 正人 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70462124)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 風洞実験 / 超低レイノルズ数 / 翼の空力特性 / 昆虫の翅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大型の航空機の翼型に関する多くの研究や風洞実験データは、航空機の設計開発に活かされてきた。一方、昆虫のような小さなサイズの翼については翼に作用する空気力が微小であることから、空力特性に関する風洞実験データはほとんど得られていない。そこで、この小さな翼の空力特性を得るための専用の低圧風洞装置を開発した。低圧環境下では同じレイノルズ数であれば空気力を大きくして測定が可能である。その結果、レイノルズ数が1000～10000の翼に作用する空気力（揚力、抗力、ピッチングモーメント）が精度よく測定できるようになった。これは、風洞実験から得られる翼の空力特性としては世界最小のレイノルズ数のデータと思われる。そのため、本風洞を用いて様々な翼型や翼表面性状の効果について検証を試みた。実験を行った翼型は主としてトンボの翅に見られるコルゲート薄翼と、甲虫（コガネムシ）の前翅（鞘翅）に見られる大きなキャンバを持った薄翼である。また、表面性状については、チョウの翅の鱗紛の効果や細かいコルゲート表面の抗力について測定を行った。今回の研究において最も興味ある結果が得られたのは、コガネムシの鞘翅に見られる大きなキャンバ（翼弦長の20%以上）を持った翼のピッチングモーメント特性で、モーメントの中心を翼の下方に持っていくと、迎角の大きな範囲でモーメント係数がゼロになるという特性を持つことが分かった。このような大きなキャンバの薄翼はレイノルズ数が数千以下になると他の薄翼とほとんど揚抗比が変わらないことから、昆虫サイズの翼として大変興味のある翼型である。
これらの成果は複数の学会において発表を行ったが、特に甲虫の大キャンバ円弧薄翼について新たな知見が得られたため論文投稿を行った。この論文については現在審査中である。
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Research Products
(5 results)
