圧縮性流れ、超音速流れ、流体制御、レーザー誘起蛍光法、分子タグ法、感圧塗料

新しい高速流れの制御技術と計測技術の開発

高速気流制御法の開発

音速付近から音速の5倍以上で飛行する航空機の機体周りやエンジン内部に現れる数百m/sから千数百m/sの流れは衝撃波に起因する現象が存在し，このような現象を上手く制御することで，航空機の性能や効率を向上でき，将来型航空機の姿勢制御の高速化と安全性向上に寄与できます．本研究室では，フラッピングと呼ばれる特殊な運動をする噴流やプラズマ放電を利用することで，衝撃波に起因する流れの現象を能動的に制御する新しい手法の開発を行っております．

蛍光・燐光を利用した計測手法による高速気流現象の解明

高速流れの現象の理解を深めるには，流れを高い空間・時間分解能で計測する必要があります．本研究室では，分子から放出される蛍光や燐光の情報から高速流れを計測する手法を開発し，高速気流に特有な現象の解明を目的に研究を進めております．現在では感圧塗料を用いた高周波非定常圧力計測法の開発研究を行っており，数十kHzの圧力変動場を精度良く測れるようになりつつあります．また，レーザー誘起蛍光法や分子タギング法と呼ばれる気流中の分子の燐光・蛍光の情報から速度や密度を計測し，高速気流に特有な現象の解明を行なっています．

衝撃波を伴う非定常振動現象の解明

宇宙輸送機は姿勢制御のための小型ロケットエンジンが各所に搭載されています．このような制御機器により高速輸送機の表面形状に起伏があると，衝撃波の振動をはじめとする非定常な流れ現象が発生することが知られています．衝撃波の発生位置では急激な温度上昇などにより航空機表面の損耗や破損といった問題が発生しうるため，このような非定常衝撃波現象の解明は将来型宇宙輸送機の安全性向上のため重要な課題となっています．現在は実験による流れの可視化，動的モード分解法による特性周波数の特定，数値シミュレーションによる詳細な流れ場の解析を通して現象の解明に取り組んでいます．

宇宙機器・惑星探査技術の開発

宇宙探査や惑星探査を実施するためには，宇宙機のエンジンや姿勢センサなど様々な機器が必要となります．従来は，大型衛星や大型探査機による地球観測や宇宙探査が実施されてきましたが，近年は開発期間短縮及び低コスト化の観点から小型衛星の開発運用が着目されています．本研究室では，小型衛星用の超小型水レジストジェット式エンジンやファラデーカップ式イオンセンサ等の開発とその動作特性検証を行っています．また，これらの宇宙用小型機器を搭載した低軌道衛星での実証試験に取り組んでいます．

スマートビークル研究センター活動報告

• 2022年度シンポジウム概要
• 2022年度シンポジウムでの活動報告「将来の高速航空宇宙輸送技術に関する研究」

産学連携について

• 共同研究のご提案「流体工学研究室」
• 本学の産学連携制度