航空宇宙流体工学研究分野

流動創成研究部門

Creative Flow Research Division

航空宇宙流体工学研究分野

Aerospace Fluid Engineering Laboratory

教 授
大林 茂
Professor
Shigeru Obayashi
准教授
下山 幸治
Associate Professor
Koji
Shimoyama
助 教
焼野 藍子
Assistant Professor
Aiko
Yakeno

数値流体力学(CFD)とは、ある対象物体の内部あるいは周囲で運動する流体の様子を、コンピュータを用いて再現するための数値解析法です。コンピュータの性能の向上に伴ってCFD技術は精度および利便性の面で日々進化しており、今日では様々な流体現象の解明に利用されるようになっています。本研究室では、CFD技術のさらなる利用展開を目指して、CFD技術と他の科学技術の融合研究を積極的に邁進しています。この一環として、(1)多目的設計探査による設計空間の可視化と知識発見(CFD+最適化・データマイニング)、(2)超音速複葉翼理論に基づく静粛超音速機の開発(CFD+風洞実験・飛行実験)、(3)乱気流現象の計測融合シュミレーション(CFD+ライダ計測・データ同化)の以上3つの研究テーマに取り組み、多種多様な工学問題の抜本的な解決に挑んでいます。

Computational fluid dynamics (CFD) is a numerical method for simulating the motion of fluids inside or around an object by using computers. With the progress in computer performance, CFD technologies have been evolving in terms of accuracy and usefulness day by day. Nowadays, CFD is widely utilized for investigating various kinds of phenomena in fluid dynamics. Aiming at further utilization and development of CFD technologies, this laboratory is promoting transdisciplinary researches, which are motivated by the integration of CFD with other science and technologies. Research themes that are currently ongoing in this laboratory are (1) multi-objective design exploration for design space visualization and knowledge discovery (CFD + optimization and data mining), (2) development of a silent supersonic biplane theory (CFD + wind tunnel and flight tests), and (3) measurement-integrated simulation of turbulence phenomena (CFD + LIDAR measurement and data assimilation). These researches will lead to innovative solutions for various kinds of engineering problems.

実験・数値流体力学による静粛超音速機の開発
Development of a Silent Supersonic Transport using EFD and CFD

超音速旅客機の開発には、それに付随するソニックブームの低減が鍵となります。本研究では、流体力学の実験と数値計算(EFD・CFD)を駆使して「超音速複葉翼理論」に関する様々な研究に取り組んでいます。これにより、静粛超音速飛行を可能としる、次世代の超音速旅客機MISORAの開発を目指しています。

Sonic boom mitigation is the key technology for developing supersonic transport. This study investigates the “supersonic biplane theory” which will allow silent supersonic flight, to develop a next-generation supersonic transport, MISORA, using experimental and computational fluid dynamics (EFD and CFD) techniques.

風洞実験と数値計算を融合した設計探査法
Design Exploration Method using Both EFD and CFD

流体機械の高信頼性設計を行うためには、数値計算データはもちろん、数多くの風洞実験データをひつようとします。本研究分野では、3次元プリンタを用いた低コスト・短時間実験支援システム開発による設計(実験)データの生産性向上を目指しています。また、高効率設計のために、クリンギングモデルを用いた設計手法も開発しています。

Not only CFD data but also a lot of EFD data are required to achive a highly robust design for fluid machinery. In our laboratory, a quick and low-cost experiment system adopting the wind tunnel model produced by the 3-D printer is developed to improve the productivity of design (experimental) data.

乱気流現象の計測融合シミュレーション
measurement-Integrated Simulation of Turbulence Phenomena

飛行する航空機に重大な事故を引き起こしう乱気流現象の回避に向けて、数値シュミレーションに対するドップラーライダ計測や気象予報モデルの融合に取り組んでいます。これにより、様々な飛行条件・気象条件における乱気流の発生メカニズムを物理的に解明するとともに、乱気流の事前予測システムの確立および実用化を目指しています。

Turbulence is a critical phenomenon for the safety of aircrafts. This study integrates CFD simulations with Dopper LIDAR measurement and meteorological model, and establishes a system that helps us to investigate and predict turbulence phenomena at various flying and atmospheric conditions in advance.

航空宇宙流体工学研究分野