EFD/CFD融合の研究活動

実験流体力学（EFD：Experimental Fluid Dynamics）と数値流体力学（CFD： Computational Fluid Dynamics）を融合したハイブリッド風洞システムの開発を行っています。そのシステムでは、事前解析しておいたCFDの結果を試験中に確認する機能や、CFDを用いた壁・支持干渉を解析する機能を搭載する予定です。それを実現するために必要な技術を獲得するため以下の研究活動を行っています。

模型変形計測データを反映したCFD解析

風洞試験模型は、通風時に掛かる空力荷重により、翼が変形することが知られています。一方、CFDにおいては模型を剛体と仮定しているため、EFD（風洞試験）とCFDとを比較する際に形状に差異が生じてしまいます。そこで、風試で取得された模型変形計測データを使ってCFD 表面格子を修正することにより、EFD条件を忠実に模擬したCFD解析を実施しました。

本手法では、翼の変形を多項式でモデル化し、翼面変位量の計測データから最小二乗法により多項式の係数を決定して模型表面格子および空間格子を移動させます。本手法をJAXA2m×2m遷音速風洞におけるDLR-F6模型試験について適用したところ、多項式モデルにより翼変形が妥当に模擬できていることが分かります。さらに、翼表面上の圧力分布を比較した結果から、変形を考慮することでCFD結果がより風試データに近づくことが確認されました。

このような高忠実CFD解析の実施により厳密なEFD/CFDの比較検討が可能になるとともに、データへの理解がより深まると期待されます。

DLR-F6形状模型

変形前後のCFD格子および表面圧力分布

関連研究の紹介サイト

• DAHWIN