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月，火星を見据えた有人宇宙活動における固体材料火災安全性評価手法の構築

着眼月球、火星，开发载人航天活动固体材料消防安全评价方法

基本信息

批准号：
21K18775
负责人：
中谷辰爾
金额：
$ 3.99万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有人宇宙活動における固体プラスチック材料の火災安全性評価を目的とし，微小重力における固体材料の消炎限界酸素濃度が調べられており，流速がある程度あるところで消炎限界酸素濃度が最小となる．重力による流れ場により，消炎限界酸素濃度は大きく影響を受けるため，月および火星といった有人宇宙活動における固体材料の安全性を評価する上でその機構を明らかにする必要がある．本研究では重力レベルが限界酸素濃度に及ぼす影響を明らかにするため，遠心装置を用いた実験系によってPMMA材料を燃焼することで評価している．また，エネルギーバランスを考慮したスケールモデルに対し，ベイズ推定手法であるMCMC法により，モデルを評価することを行なっている．本年度は，流動のある遠心装置において無視することのできないコリオリ力の評価を行った．一定の重力条件において，遠心装置のアームの長さを410mmから1000mmと変化させて角速度を変化させることでコリオリ力の大きさを調整した．結果，コリオリ力がLOCに及ぼす効果は限定的であった．また，火炎の傾きを観察するために複数の光学窓を用いた燃焼計測を実施している．一方で，一部の実験において結果の再現性に関して課題が示され，燃焼室を改良する必要が生じた．過去の研究で使用していた内部の配線やヒータにより流れが乱され，実験の再現性に影響する可能性が示唆された．そのため，燃焼器の再設計および製作を実施し，PIVをはじめとする燃焼室内流れの評価を実施した．モデルに関しては，重力によって誘起される速度項を入れてベイズ推定手法によりパラメータを推定した．予備計算により，通常重力において概ね文献値等で示される流速と同様の流速が得られており，新燃焼器を用いた測定結果と合わせて解析を行うことで，限界消炎酸素濃度予測のモデルの不確定性を明らかにし，評価精度を向上することができる可能性を示した．

Fire safety assessment of solid materials under human cosmic activities. The purpose is to adjust the concentration of anti-inflammatory substances in solid materials under microgravity. The flow rate is to minimize the concentration of anti-inflammatory substances. Gravitational flow fields limit the concentration of anti-inflammatory substances, which are affected by human activities in the universe. In this study, the effects of gravity on the concentration and combustion of PMMA materials were evaluated. The MCMC method is used to determine the method of determining the parameters of a target object. This year, mobile telecentric devices were evaluated for their power. Under certain gravity conditions, the length of the telecentric device is adjusted from 410mm to 1000mm, and the angular velocity is adjusted from 410mm to 1000 mm. The result is that A number of optical devices are used to measure the combustion of a flame. On the one hand, the reproducibility of the results of the combustion chamber is a key problem. Past studies have shown the possibility of using internal wiring to improve reproducibility. The redesigning and manufacturing of the combustor are carried out. The velocity term induced by gravity is used to estimate the velocity of gravity. In preparation for calculation, the flow rate of the common flow rate is shown in the literature value, etc., and the uncertainty of the prediction of the indomethacin concentration is shown in the evaluation accuracy.