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J-GLOBAL ID：201602213498113509   整理番号：16A0142367

宇宙開発におけるCFDの課題 LES/RANSハイブリッド法によるロケットフェアリング遷音速流れ解析の現状

著者 (3件)： 堤誠司 (宇宙航空研究開発機構) ,  高木亮治 (宇宙航空研究開発機構) ,  寺本進 (東大)
資料名： シミュレーション  (Journal of the Japan Society for Simulation Technology)
巻： 34  号： 3  ページ： 193-201  発行年： 2015年09月15日 
JST資料番号： L0458A  ISSN： 0285-9947  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 人工衛星が搭載されたロケットの設計ではリフトオフから衛星切り離しまでの間に晒される音響振動環境を事前に予測し,低減することが求められる。本論文では,コーン/シリンダ形状をした一般的なロケットフェアリング形状に対して,主流マッハ数0.8の条件で現れるフェアリング周りの衝撃波/境界層干渉流れを,IDDES(Improved Delayed Detached-Eddy Simulation)法を用いて解析した。IDDES法はLES(Large Eddy Simulation)とRANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)のハイブリッドモデルの1つであり,RANSモデルとしてSA(Spallart-Allmaras)モデルとSST(Shear Stress Transport)モデルを利用した。フェアリング表面の平均圧力係数分布を比較したところ,IDDESモデルによって得られた分布は剥離衝撃波の発生点から下流においてRANS結果や風洞試験の結果と一致しなかった。また,IDDESモデルによって得られた流れ場は,1)コーン部の発達した乱流境界層流れ,2)肩部膨張扇の下側による再層流化,3)衝撃波/層流剥離干渉と層流剥離剪断層の乱流遷移,4)発達した乱流領域からなり,38M格子の結果で見られたλ型衝撃波が166M格子では見られず,格子収束しない結果となった。

シソーラス用語： *計算流体力学 ,  宇宙開発 ,  *ロケット ,  フェアリング ,  遷音速流 ,  流動解析 ,  ハイブリッド系 ,  衝撃波 ,  数値解析 ,  乱流 ,  評価試験 ,  収束
準シソーラス用語： *CFD【流体力学】 ,  遷音速流れ ,  流れ解析 ,  格子収束

分類 (2件)： 流体動力学一般  (BC02010G) ,  ロケット・ミサイル  (QK07000R)

引用文献 (24件)：

• ”Stuctural Vibration Prediction”, NASA SP-8050, 1970.
• 堤誠司,高木亮治,嶋英志, ”ロケット打上げ時のエンジン排気噴流による音響振動低減化に向けた射点設計”, ながれ, 第33巻, 第5号, 2014, pp.437-444.
• Tsutsumi, S., Takaki, R., Takama, Y., Imagawa, K., Nakakita, K., and Kato, H., ”Hybrid LES/RANS Simulations of Transonic Flowfield around a Rocket Fairing”, AIAA Paper 2012-2900, 2012.
• 堤誠司,高木亮治,寺本進, ”ロケットフェアリング遷音速流れにおけるLES/RANSハイブリッド法の評価”, 第28回数値流体力学シンポジウム, F03-2, 2014.
• 高間良樹,今川健太郎,加藤裕之,中北和之,西沢啓,堤誠司,橋本敦,渡辺重哉,松尾裕一”, ロケットフェアリング模型の遷音速風洞試験,” JSASS-2011-2079, 2011.

タイトルに関連する用語 (10件)： 宇宙 ,  開発 ,  LES ,  RANS ,  ハイブリッド法 ,  ロケット ,  フェアリング ,  遷音速流れ ,  解析 ,  現状