CFD validation and analysis of HOPE aerodynamic design problem

航空宇宙技術研究所 12-13 Jun. 1997 東京 日本
National Aerospace Laboratory 12-13 Jun. 1997 Tokyo Japan
日本の再突入宇宙機、OREX(軌道再突入実験)機、HYFLEX(極超音速飛行実験)機およびHOPE-X(宇宙往還機技術試験機)の開発に関連して、極超音速流シミュレーションのためのCFD(数値流体力学)解析の研究が大変盛んになってきた。HOPE-Xは2001年に打上げ予定であるが、HOPE-Xの空力設計のため、NAL(航空宇宙技術研究所)のNWT(数値風洞)を用いて、数100回の数値計算が行われている。これらの設計解析に伴い、数値結果と幾つかの極超音速風洞実験との比較により、CFDコードの検証がなされた。さらに、これらの解析を通して、空力および空熱力特性の評価において、実在気体効果が重要な設計ファクタであることが分かった。エレボンおよび機体フラップのような制御面のトリム能力および効率は、これら実在気体効果によって著しい影響を受ける。本論文では、HOPE-Xの極超音速空気動力学の研究に関する最近のCFD結果および検証プロセスを紹介した。
CFD (Computational Fluid Dynamics) activity for hypersonic flow simulation has increased enormously due to the developments of Japanese re-entry spacecraft, OREX (Orbital Re-entry Experiment), HYFLEX (Hypersonic Fluid Experiment), and HOPE-X (H-2 Orbiting Plane-Experimental). HOPE-X will be launched in 2001 and several hundreds of numerical computations are being performed for the aerodynamic design of HOPE-X, by using NWT (Numerical Wind Tunnel) at NAL. With these design analyses, validation of CFD codes are made by comparing numerical results with several hypersonic wind tunnel experiments. Moreover, through these analyses, it is known that real gas effects are important design factors in the evaluation of aerodynamic and aerothermodynamic characteristics. Trim capability and efficiency of control surfaces, such as elevons and body flaps, are significantly influenced by these real gas effects. In this paper, recent CFD results and validation process for the study of hypersonic aerodynamics of HOPE-X are introduced.
資料番号: AA0001433030
レポート番号: NAL SP-37