解析条件

3.1.1 解析対象および解析条件

本解析に用いたモデルは図3.1に示す静粛超音速機形状(S3TD形状)を用いる．図3.2図に示すようにモデル全長を1と して初期格子を生成した．初期格子点数は約125万点である．

流体解析条件はHexaGridを用いて行われた際の解析条件（表3.1）とし，マッハ数M=1.6，迎角α=3.5degで行った．

初期格子における定常解のCp分布を図3.3および図3.4に示す．他の解析対象と同様に衝撃波の減衰が生じている．モデ ル下面のCp分布をみると，先端部の衝撃波による高圧部後方に比較的弱い圧縮領域(A)，翼根の中腹の高圧領域(B)，後 部胴体の揚力発生部(C)と複数の衝撃波の発生し，圧力場は複雑になることが予想される．

圧力波形取得はモデル直下と円周方向で行い，それぞれに適した解適合格子の設定および解析を行う．モデル直下

方向はh/L=0.5，1.0，2.0における圧力波形の取得を行い，h/L=2.0の圧力波形はHexaGridを用いた解析データとの比

較を行う．円周上の解析ではR=L円周上の中心角θ=0，15，30，45degにおける圧力波形の取得を行う．

表3.1 流体解析条件 主流マッハ数 1.6

迎角 0°

圧力波形取得位置

h/L=0.5, 1.0, 2.0 (モデル直下) θ=0, 15, 30, 45 (R=1円周上)

図3.1 静粛超音速研究機モデル(S3TD)3.5次形態

(d) モデル直下圧力波形取得位置 (e) 波形取得位置(R=L円周上) 図3.2 S3TD形状初期格子および圧力波形取得位置

図3.3 初期格子定常解(Cp分布)

h/L=0.5 h/L=1.0

h/L=2.0

θ₄=45deg.

θ₃=30deg.

θ₂=15deg.

θ₁=0deg θ

R=L

h/L=1.0

h/L=2.0 h/L=0.5

(a)モデル上面

(a)モデル下面 (c)格子全体図

モデル直下圧力波形取得位置 波形取得位置 円周上 図 形状初期格子および圧力波形取得位置

図 初期格子定常解 分布

θ θ θ

θ θ モデル上面

モデル下面 格子全体図

図3.4 モデル下面Cp分布

3.1.2 解適合格子法設定

本解析において，直下方向と円周上の圧力波形の２種類の解析を行う．モデル直下の解析には箱型の細分化領域を 用いる．円周上の解析には扇形の細分化領域を用いて解析を行う．解適合格子法の設定は表3.2の通りである．

細分化後の格子点数は，細分化判定領域の中に含まれる細分化領域に依存するため，複雑形状ほど多くの衝撃波・

膨張波が生じるため最終的な格子点数が増加する．同形状は低ブーム設計のために複数の衝撃波が発生し，細分化後 の格子点数が大きく増加することが予想される．格子点数増加を抑制するために，h/L=2.0前後までの解析であれば緩 衝領域の広さの影響が小さい事を考慮し，図3.5に示すように緩衝領域の広さを0.2とした．また，フィルタ指標の閾値 をモデル直下方向(Case1)で0.02に，より近傍の解析を行う円周方向(Case2)で0.03にそれぞれ引き上げた．

表3.2 解適合格子設定

Case1 Case2

フィルタ指標 EdgeError

フィルタ閾値 0.02 0.03 非等方性の考慮 ○

最大伸長率��ℎ� �7(≈2.6)

疎化 ○

最小格子幅 0.005 細分化内部反復数 3

判定領域形状 箱型 扇形

判定領域

0.0≤ � ≤10.0 R=1.2

−2.2≤ � ≤ 0.0 0≤ � ≤45 0.0≤ � ≤ 0.3 オフセット量0.3 緩衝領域広さ 0.2

A B C

(a) Case1 (b) Case2 図3.5 細分化領域設定図(xy断面)