データ同化による風洞実験デジタルツイン

具有数据同化功能的风洞实验数字孪生

基本信息

  • 批准号:
    21H04586
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-05 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

航空機や流体機械の性能評価方法は主に二種類である.一つは,風洞実験である.風洞実験の利点は,実際の飛行状態を模した流れ場を用いて流れの剥離や乱流遷移といった複雑な流動現象を再現できることである.一方で,取得可能なデータに物理的制約があること,模型を風洞内で保持するための支持装置により流れが変化すること (支持干渉) といった欠点が存在する.また,模型製作や風洞の運用コストの高さや,実験期間の長さも大きな欠点である.もう一つは,近年の計算機性能向上に伴い利用され始めた「数値シミュレーション」である.流れのシミュレーション手法は,乱流をモデルで表現するか,流れ場を離散化する格子を細かく設定し流体運動の支配方程式を直接計算するかによって大別される.数値シミュレーションでは計算領域内の全格子に流れ場の物理量が保存されるため,時空間的に非常に多くのデータが得られるという利点がある.しかし,計算精度の高さと計算コストの高さは相関関係にあり,現在航空機の開発をはじめとする工業分野で製品開発など実用的なシミュレーションに使用されるのは計算コストが低いが高い精度は期待できない 乱流モデルを用いたシミュレーションである.実現象に忠実であるが取得可能なデータに限りがある風洞実験と,実現象の再現性は低いが大量のデータを取得可能な乱流モデルを用いたシミュレーションを融合させることで,両者の利点を活かし,欠点を補いあう理想的な流れ場の評価手法「風洞実験デジタルツイン」を実現できると考えられる.本研究では,これを実現させる手法として,データ同化という計測値を用いて数値シミュレーションを統計的に修正する手法を採用し,三次元の流れ場について風洞実験の PIV 計測 によって得られた流れ場の速度分布を計測値として用いたデータ同化による乱流モデルパラメータの最適化を実施した.
Aviation aircraft や fluid machinery <s:1> performance evaluation 価 methods や main に two types である. A である, wind tunnel experiment である. Wind tunnel be 験 の tartness は, be actually の flight state を mode し を れ た flow field with い て flow れ の stripping や turbulence migration と い っ た complex 雑 な を reproduce the phenomenon で き る こ と で あ る. Party で, may な デ ー タ に physical restriction が あ る こ と, を model wind tunnel で keep す る た め の support device に よ り flow れ が variations change す る こ と (support dry involved) と い っ た points less が exist す る. Youdaoplaceholder0, model making や, wind tunnel <s:1> utilized コスト さや, high さや, during the experiment, team leader さ, large な, な, and a bit short である. In recent years, the performance of <s:1> computers has improved to に, accompanied by the utilization of され, to めた "digital values シ ュレ ュレ ショ ショ <e:1> である" である. Flow れ の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は, turbulence を モ デ ル performance で す る か, れ field を discretization す る fine grid を か く set し fluid motion の govern equations を directly calculate す る か に よ っ て comparing さ れ る. The numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で は の whole grid computing field に の れ field quantities が save さ れ る た め, when space more に very に く の デ ー タ が have ら れ る と い う tartness が あ る. し か し, high calculation accuracy の さ と computing コ ス ト の high さ は phase masato masato is に あ り, aviation machine の now open 発 を は じ め と す る industrial eset で products open 発 な ど be used な シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に use さ れ る の は computing コ ス ト が low い が high precision い は expect で き な い turbulence モ デ ル を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で あ る. Be phenomenon に loyalty be で あ る が made possible な デ ー タ に limit り が あ る wind tunnel be 験 と, be low phenomenon の reproducibility は い が large の デ ー タ を made possible な turbulence モ デ ル を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を fusion さ せ る こ と で, who struck の tartness を live か し, Fill points less を い あ う ideal な の れ field evaluation 価 technique "wind tunnel be 験 デ ジ タ ル ツ イ ン" を be presently で き る と exam え ら れ る. This study で は, こ れ を be presently さ せ る gimmick と し て, デ ー タ assimilation と い う measuring numerical を with い て the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を statistics に correction す る を adopts し approach, Three dimensional の れ field に つ い て wind tunnel be 験 の PIV measuring に よ っ て must ら れ を の れ た flow field velocity distribution on measuring numerical と し て in い た デ ー タ assimilation に よ る turbulence モ デ ル パ ラ メ ー タ の optimization を be applied し た.

项目成果

期刊论文数量(42)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Slanted cylinder afterbody aerodynamics measured by 0.3-m magnetic suspension and balance system with six-degrees-of-freedom control
采用六自由度控制的 0.3 米磁悬浮和平衡系统测量斜筒尾部空气动力学
  • DOI:
    10.1007/s00348-022-03470-1
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Tashiro;K.;Yokota;S.;Zigunov;F.;Ozawa;Y.;Asai;K.;and Nonomura;T.
  • 通讯作者:
    T.
円柱後流のPIV計測データを用いたデータ同化による乱流モデルの高精度化
利用圆柱尾流PIV测量数据进行数据同化提高湍流模型精度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野本京佑;吉村僚一;焼野藍子;大林茂
  • 通讯作者:
    大林茂
Effect of Reynolds Number on Critical Geometry of Magnetically Supported Cylinder Body
雷诺数对磁支撑缸体临界几何形状的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Fuchigami;H. Okuizumi;S. Yokota;S. Obayashi;T. Nonomura
  • 通讯作者:
    T. Nonomura
カーボンナノチューブ感温塗料の周波数応答
碳纳米管温敏涂料的频率响应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    伊神翼;高橋幸一;小西康郁;永井 大樹
  • 通讯作者:
    永井 大樹
Measurement of boundary layer transition on oscillating airfoil using cntTSP in low-speed wind tunnel
  • DOI:
    10.1088/1361-6501/abe2be
  • 发表时间:
    2021-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Ikami, Tsubasa;Fujita, Koji;Yorita, Daisuke
  • 通讯作者:
    Yorita, Daisuke
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Flow-Velocity-Dependent Transition of Anisotropic Crack Patterns in CaCO3 Paste
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  • 作者:
    佐々木 香澄;小西 康郁;奥泉 寛之;大林 茂;Y. Akiba and H. Shima
  • 通讯作者:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大林 茂;山下 博;大谷 清伸;菊池 崇将;鵜飼 孝博
  • 通讯作者:
    鵜飼 孝博
津波波源自動解析システムMarlinの開発
海啸波源自动分析系统Marlin的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    焼野 藍子;大関 真之;観山 正道;河合 宗司;大林 茂;鈴木亘・久保田達矢・中村武史・近貞直孝
  • 通讯作者:
    鈴木亘・久保田達矢・中村武史・近貞直孝
Physical Therapy for a 5-year-old Patient after Resection of Medulloblastoma: Changes in Motor Function in a Patient Who Developed Severe Paralysis and Psychiatric Symptoms after Surgery
一名 5 岁患者髓母细胞瘤切除后的物理治疗:手术后出现严重瘫痪和精神症状的患者运动功能的变化
  • DOI:
    10.15063/rigaku.12215
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野々垣 政志;阪井 裕一;大林 茂;山本 満
  • 通讯作者:
    山本 満
データマイニングによる斜め平板に衝突する超音速ジェットから発生する音響波の理解,
通过数据挖掘了解超音速喷气机与对角平板碰撞产生的声波,
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    森澤 征一郎;野々村 拓;大山 聖;藤井 孝藏;大林 茂
  • 通讯作者:
    大林 茂

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重复外周磁刺激对颈髓损伤后上肢运动恢复的影响及神经基础
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    2022
  • 资助金额:
    $ 27.54万
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後方乱気流ライダ計測融合シミュレーション技術の確立
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    20656139
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    08751057
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    1996
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    $ 27.54万
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  • 资助金额:
    $ 27.54万
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    1986
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

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    2024
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 批准号:
    2302650
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    2023
  • 资助金额:
    $ 27.54万
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    Standard Grant
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  • 批准号:
    EP/X011836/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.54万
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  • 批准号:
    EP/X012069/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
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    2023
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
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    573046-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    RGPIN-2019-05569
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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