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J-GLOBAL ID：202102284332719481   整理番号：21A0137784

再突入カプセルのピッチング運動を伴う三次元非定常流の連成数値解析 -動的空気力の第三高調波の研究-

Coupled Numerical Analysis of Three-Dimensional Unsteady Flow with Pitching Motion of Reentry Capsule-Investigation of the Third Harmonics of the Aerodynamic Force-

著者 (4件)： TAKEDA Yuki (Faculty of Science and Engineering, Iwate University) ,  UENO Kazuyuki (Faculty of Science and Engineering, Iwate University) ,  MATSUYAMA Shingo (Aeronautical Technology Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency) ,  TANNO Hideyuki (Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency)
資料名： Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences (Web)  (Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences (Web))
巻： 63  号： 6  ページ： 249-256(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： U0630A  ISSN： 2189-4205  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 再突入カプセルのピッチング運動を加味した計算流体力学(CFD)解析を行い,CFDの結果と一致する動的空気力のモデル方程式を提案した。ピッチング振動の自己励起とそれに続くリミットサイクル振動を,微細格子CFDシミュレーションで再現した。位相平均によって抽出された後流の渦輪の軸は,ピッチ角α=0および>0の場合,カプセル基部の下側に変位した。このような変位は,α=0付近のピッチングモーメントの動的成分を誘導した。次に,第三高調波の振幅が基本周波数の動的成分より大きい場合には,ピッチングモーメント係数をFourier級数に分解した。ピッチングモーメントのために提案されたモデル方程式は,第三高調波を完全に含み,リミットサイクル振動の場合にはCFD結果の同じ振幅と同じ周波数を再現した。従来のモデルと比較して,現在のモデルは,単位時間あたりの非定常の空気力学的なワークの動的成分C_Mdyのより良い近似を与えることが分かった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *再突入 ,  カプセル ,  縦揺れ ,  非定常流 ,  三次元流 ,  物体の周りの流れ ,  圧縮性流 ,  数値解析 ,  *動的空気力 ,  高調波 ,  解析 ,  流体力学的方程式 ,  流体力学的模型 ,  振動励起 ,  計算機シミュレーション ,  渦輪 ,  Fourier級数 ,  リミットサイクル ,  カプセル型宇宙船 ,  ピッチングモーメント係数 ,  宇宙機 ,  CFD【流体力学】 ,  後流 ,  流体力係数 ,  計算機利用 ,  利用 ,  飛翔体 ,  流体力学 ,  物理学 ,  科学 ,  力学 ,  連続体力学 ,  自然科学
準シソーラス用語： 宇宙飛行体 ,  計算流体力学 ,  伴流 ,  流力係数 ,  CFDシミュレーション ,  CFD解析 ,  ピッチング ,  計算格子 ,  *第三高調波 ,  流体力学的モデル ,  連成解析

著者キーワード (5件)： 圧縮性流 ,  計算流体力学 ,  再突入カプセル ,  空力力に対するモデル方程式 ,  カルテシアンカットセル法

分類 (1件)： 宇宙飛行体の空気力学  (QK02030P)

引用文献 (14件)：

• 1) Kazemba, C. D., Braun, R. D., Clark, I. G., and Schoenenberger, M.: Survey of Blunt-Body Supersonic Dynamic Stability, J. Spacecraft Rockets, 54 (2017), pp. 109-127.
• 2) Hiraki, K., Inatani, Y., Ishii, N., Nakajima, T., and Hinada, M.: Dynamic Stability of MUSES-C Capsule, 21st International Symposium on Space Technology and Science, 1998-d-33, 1998.
• 3) Hiraki, K.: Experimental Study on Dynamic Instability of Capsuleshaped Body, ISAS Report, 103 (1999), pp. 1-55 (in Japanese).
• 4) Abe, T., Sato, S., Matsukawa, Y., Yamamoto, K., and Hiraoka, K.: Study for Dynamically Unstable Motion of Reentry Capsule, AIAA Paper 2000-2589, 2000.
• 5) Kazemba, C. D., Braun, R. D., Schoenenberger, M., and Clark, I. G.: Dynamic Stability Analysis of Blunt-Body Entry Vehicles Using Time-Lagged Aftbody Pitching Moments, J. Spacecraft Rockets, 52 (2015), pp. 393-403.

タイトルに関連する用語 (9件)： 再突入 ,  カプセル ,  ピッチング ,  運動 ,  非定常流 ,  数値解析 ,  動的空気力 ,  第三高調波 ,  研究