Development of Preliminary Design Oriented CFD Solver and its Application to Environment Friendly Aircraft Design

面向初步设计的CFD求解器开发及其在环境友好型飞机设计中的应用

• 批准号: 23760767
• 负责人: IMAMURA Taro
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760767/
• 关键词: 航空宇宙工学; 航空宇宙流体力学; 数値流体力学; 航空機設計; 直交格子法

In this study, we developed a conceptual-design-oriented computational fluid dynamics code that is fast and robust. These two factors are required especially during the conceptual design phase of an aircraft. In order to handle an arbitrary complex geometry, Cartesian grid with adaptive mesh refinement is used. Using this grid, compressible Navier-Stokes equations are solve by the program. We have worked constantly on many topics: wall boundary condition treatment (Immersed boundary method), calculation method for force acing on a body, coupling with turbulence model, the development of high-order scheme. Through these development, the code now can be applied to many flow conditions which appears during aircraft designing, such as low-speed flow during take-off and landing, wave drag estimation during super-sonic cruise. Additionally, the code is being extended to the application of unsteady aeroacoustic flow simulation.

在这项研究中，我们开发了一个面向概念设计的计算流体动力学代码，是快速和强大的。这两个因素在飞机的概念设计阶段尤为重要。为了处理任意复杂的几何形状，使用具有自适应网格细化的笛卡尔网格。利用该网格，用程序求解了可压缩Navier-Stokes方程。我们在壁面边界条件处理（浸没边界法）、物体受力计算方法、与湍流模型的耦合、高阶格式的发展等方面进行了不懈的努力。通过这些改进，该程序可用于飞机设计中出现的许多流动条件，如起飞和着陆时的低速流动、超音速巡航时的波阻估算等。此外，该程序还将扩展到非定常气动声学流场模拟的应用中。

项目成果

NACA0012翼近傍に配置された円柱周り流れからの二次元音響解析

对 NACA0012 叶片附近的圆柱体周围的流动进行二维声学分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 今村太郎;高橋悠一
• 通讯作者: 高橋悠一

埋め込み境界法を用いた直交格子オイラーソルバーの改良

基于嵌入边界法的正交晶格欧拉求解器的改进

• 发表时间: 2012
• 作者: 神園仁志;今村太郎
• 通讯作者: 今村太郎

李家・今村研究室 研究内容

李家/今村实验室研究内容

Experimental and Numerical Flow Analysis around Circular Cylinders Using POD and DMD

使用 POD 和 DMD 进行圆柱周围的实验和数值流动分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Masayuki Sakai;Yasuto Sunada;Taro Imamura and Kenichi Rinoie
• 通讯作者: Taro Imamura and Kenichi Rinoie

相似形な格子要素からなる二次元二分木格子生成法に関する研究

相似格元组成的二维二叉树格生成方法研究

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本航空宇宙学会誌論文集
• 作者: M. Ota;H. Kato;R. Sakamoto;Kazuo Maeno;櫻田麻由，今村太郎
• 通讯作者: 櫻田麻由，今村太郎