機能性分子センサを用いた低レイノルズ数における非定常干渉流れの解明

本課題は，希薄大気中で高速で運用する輸送機械の設計指針の提案を目指し，実験的研究によって圧縮性低レイノルズ数における物体間の非定常干渉流れの解明に挑戦する．二年目は，所属研究室が所有する風洞試験において圧縮性低レイノルズ数における物体間の非定常干渉流れの解明を行った．所属研究室が所有する低圧環境風洞において2つの正方形角柱まわりの非定常干渉流れの実験を行った．ここでは，密度勾配場計測，感圧塗料を用いた定常圧力場計測，そして令和３年度までに確立した非定常圧力場計測を実施した．そして，Re=2000の条件において無次元距離0.5-4.5およびマッハ数0.1-0.7における直列に並んだ２つの角柱周りでは，定常圧力場計測による圧力勾配およびよどみ点との圧力差から流れ場を５種類に分類でき，流れ場が圧縮性により劇的に変化することを明らかにした．また，非定常圧力計測では２kPaの低圧で4ｋHzほどの高周波数の現象を捉えることに成功した．これらの研究結果に関連し，原著論文４報，学会発表3回，および受賞を１回した．今後はこれらの流れ場の変化と令和3年度に取得した空気力計測結果，さらには取得した流れ場同士での関係性を調査する予定である．さらには令和４年度末からメリーランド大学に渡航し，低レイノルズ数における２つの角柱まわりの速度場計測実験および非定常空気力計測の準備に取り掛かった．令和５年度においては，メリーランド大学では曳航水槽装置を用いて実験する予定である．

本課題は，希薄大気中で高速で運用する輸送機械の設計指針の提案を目指し，実験的研究によって圧縮性低レイノルズ数における物体間の非定常干渉流れの解明に挑戦する．二年目は，所属研究室が所有する風洞試験において圧縮性低レイノルズ数における物体間の非定常干渉流れの解明を行った．所属研究室が所有する低圧環境風洞において2つの正方形角柱まわりの非定常干渉流れの実験を行った．ここでは，密度勾配場計測，感圧塗料を用いた定常圧力場計測，そして令和３年度までに確立した非定常圧力場計測を実施した．そして，Re=2000の条件において無次元距離0.5-4.5およびマッハ数0.1-0.7における直列に並んだ２つの角柱周りでは，定常圧力場計測による圧力勾配およびよどみ点との圧力差から流れ場を５種類に分類でき，流れ場が圧縮性により劇的に変化することを明らかにした．また，非定常圧力計測では２kPaの低圧で4ｋHzほどの高周波数の現象を捉えることに成功した．これらの研究結果に関連し，原著論文４報，学会発表3回，および受賞を１回した．今後はこれらの流れ場の変化と令和3年度に取得した空気力計測結果，さらには取得した流れ場同士での関係性を調査する予定である．さらには令和４年度末からメリーランド大学に渡航し，低レイノルズ数における２つの角柱まわりの速度場計測実験および非定常空気力計測の準備に取り掛かった．令和５年度においては，メリーランド大学では曳航水槽装置を用いて実験する予定である．