ザトウクジラの胸ビレを模した前縁波形状翼の羽ばたき運動による流体力発生機構の解明

模仿座头鲸胸鳍的前缘波浪形翅膀扑动运动阐明水动力产生机制

• 批准号: 20K04289
• 负责人: 安田 孝宏
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Shiga Prefecture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04289/
• 关键词: 前縁波形状翼; 非定常流体力; ザトウクジラ; 生物模倣技術; ピッチング運動; ヒービング運動; 渦

鉱物資源調査や地球環境問題のデータ収集のための海洋調査には海洋調査機器の開発が重要となる．本研究では海洋調査に用いる機動性の良い魚型水中ロボットへの適用を目指し，機動性の良いザトウクジラの胸ビレを模した前縁波形状翼を開発する．特に前縁波形状翼の羽ばたき運動に着目し，その非定常流体力発生機構の解明を目的とする．令和4年度は、まず令和3年度の研究で構築した電動スライダー、モーター、データロガーで構成される自動測定システムを用いて，ヒービング運動・ピッチング運動時の前縁直線翼及び前縁波形状翼の流体力特性を多くの運動条件により測定することができた．その結果、ヒービング運動やピッチング運動の周波数が増加すると、特に前縁直線翼において静止翼の場合よりも揚力が増加することが確認できた．また，前縁波形状翼は運動の有無に関わらず高い性能を示すことを明らかにした．また、揚力波形の測定より，ヒービング運動・ピッチング運動共に特にアップストローク時に揚力が増加することを明らかにした．また、上記の非定常流体力発生メカニズムの解明を行うために、購入したPIVレーザーを用いて、スモークワイヤー法による流れの可視化を実施した．その結果、翼のアップストローク時に流れが剥離が抑制され、準定常状態より揚力が向上することや、前縁波形状翼では、ダウンストローク時の剥離を抑えて揚力低下の勾配を緩和することが明らかとなった．上記のピッチング運動の成果については日本機械学会論文集に投稿した．また，ヒービング運動の成果については2023年度のASME-JSME-KSME流体工学国際会議での発表が決定している．

Physical resources, global environmental issues, environmental problems, environmental protection, environmental protection The front corrugated wing is open and open. The front corrugated wing is in contact with the eyes of the front corrugated wing. The purpose of the unsteady flow health mechanism is to understand the purpose of the system. The order of the year 4, the order of the year and the year of the year 3 are required for the study of electrical and mechanical equipment for the purpose of automatic measurement. The fluid force characteristics of the front straight wing and the front corrugated wing are measured and measured. The results, the number of cycles, the number of cycles, the front wing, the static wing, the front wing, the front wing, The front corrugated wing has a non-destructive performance indicator to show that it is clear that it is not possible to measure the force waveform. In this paper, we use the method to realize the operation of the unsteady flow control system, the operation, the application. The airfoil is sensitive to time flow suppression, the preparation of the steady state force, the front corrugated wing, the front corrugated wing, the suppression of low power, and the performance of the airfoil. This is the first report on the performance of the airfoil. The ASME-JSME-KSME International Conference on fluid Engineering in 2023 will determine the outcome of the International Conference on fluid Engineering.

项目成果

A Study of Fluid Dynamic Force Acting on Heaving Wing with Leading Edge Protuberance

前缘凸起垂荡翼流体动力研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 中田瑛;安田孝宏;南川久人
• 通讯作者: 南川久人

運動する前縁波形状翼の翼性能に関する研究

动前缘波形机翼性能研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Osaki Susumu;Hayashi Kosuke;Kimura Hidehito;Seta Takeshi;Sasayama Takashi;Tomiyama Akio;土井 一輝，安田 孝宏，南川 久人
• 通讯作者: 土井 一輝，安田 孝宏，南川 久人