浮体式洋上風車・次世代航空機の非線形空力弾性・マルチボディ解析技術


更新:2025/06/30
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概要

浮体式洋上風車・次世代航空機は軽量細長なブレード・翼を有するため,非線形空力弾性変形が避けられません.本研究では回転座標を一切使わない高効率な非線形空力弾性解析法を構築してきました.また,この非線形空力弾性変形は浮体の揺動や航空機の舵面駆動といったボディ同士の相対運動(マルチボディダイナミクス)と連成します.我々は支配方程式レベルからこの新たな連成問題に対する解析法の構築に取り組んでいます.

従来技術との比較

本研究で提案する非線形解析法を用いれば,従来の線形解析法では捉えることができない大変形に伴うフラッタ発生速度の低下や変形と飛行挙動の連成現象を扱うことができます.

特徴・独自性

本研究は以下の特徴を持ちます。
・回転座標を使わない分かりやすい大変形構造解析法
・大変形に対応した高効率な非定常流体解析法
・部材同士の大移動を捉えるマルチボディダイナミクス解析法
・AI/ 機械学習技術を融合したリアルタイム解析

実用化イメージ

本研究の超高速な流体構造連成解析とマルチボディ解析で実現される「デジタルツインと高効率最適設計」は以下のような社会実装が期待されます。
・次世代旅客機、宇宙機、浮体式洋上風車
・自動車、鉄道、エレベータ
・燃料棒、ロボット、建設機械

キーワード

研究者

大学院工学研究科

大塚 啓介 准教授 
博士(工学)(東北大学)/修士(工学)(東北大学)

Keisuke Otsuka, Associate Professor