氏名：坪井 伸幸
所属：九州工業大学大学院工学研究院機械知能工学研究系
概要：多成分極低温超臨界・遷臨界流体解析を可能とするロバストな数値解析手法の開発を行い，そして開発されたコードを用いて流動構造の把握を行うことを目的としている．密度差が100 倍程度でもロバストに解析可能な，エネルギー保存(EB)ベースの解法と圧力ベース(PB)の解法を組み合わせたハイブリッド手法(HB(EB/PB))により，3次元非定常圧縮性粘性解析を行った．対象とする化学種は窒素単成分および酸素/水素2成分としている．対流項には3次精度のSLAU2（最小エントロピーを用いて安定化），時間積分は3段階ルンゲクッタ法，乱流モデルは Spalart Allmaras モデルと Implicit LES を組み合わせる ILES/RANS ハイブリッド法を用い，格子点数は約 700 万点とした．遷臨界圧力における極低温窒素噴流を対象に計算を実施し，安定に解析を実行することができた．また，軸上の密度分布の実験データが存在する窒素噴流についても，良好に一致することが示された．

 

論文掲載,発表実績:
（国際会議会議録掲載論文）

• Yuta Toshima, Nobuyuki Tsuboi, Yusuke Maru, Fujita Kazuhisa, "Aerodynamic Characteristics Study on a Waverider using Numerical Simulations and Wind Tunnel Test : Validation of Numerical Analysis", 35th International Symposium on Space Technology and Science, Tokushima Japan, 2025.7.15.
• Yuichiro Honda, Hiroshi Terashima, Nobuyuki Tsuboi, "Verification of Hybrid Method for Multicomponent Supercritical and Transcritical Fluids ~Comparison with conventional method for two-dimensional simulations~", The 36th International Symposium on Space Technology and Science, Tokushima, Japan, 2025.7.15.

 

（国内研究会等発表論文）

• 井福剛司，坪井伸幸，伊藤隆，野中聡, "再使用ロケット実験機RV-Xの空力特性に関する数値解析-低マッハ数・大迎角における乱流場への定常・非定常計算の比較評価-", 第39回数値流体力学シンポジウム, 2025.12.17.
• 戸島佑太, 坪井伸幸, 丸祐介, 藤田和央, "数値解析によるWaverider形状の空力特性評価：マッハ数変化による空力特性の変化", 第69回宇宙科学技術連合講演会, 札幌コンベンションセンター, 2025.11.26.
• 戸島佑太, 坪井伸幸, 丸祐介, 藤田和央, "ウェーブライダー形状の空力特性評価：ISAS/JAXA 超音速風洞及び遷音速風洞を用いた風洞実験と数値解析の比較", 令和7年度宇宙航行の力学シンポジウム, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所, 2025.12.8.
• 帆足真尋，永島浩樹，寺島洋史，坪井伸幸, "極低温領域における酸水素混合の熱物性評価：PIMD(パス積分分子動力学)と SRK モデルの比較", 第 39 回数値流体力学シンポジウム, 2025.12.17.
• 本田悠一郎，和田環希，寺島洋史，坪井伸幸, "多成分超臨界・遷臨界流体に対するハイブリッド法の検証〜三次元噴流問題に対する従来型手法ならびに実験との比較〜", 日本機械学会 九州支部 第79期総会・講演会, 2026.03.10.
• 木下 楓大，戸島 佑太，坪井 伸幸，小澤 晃平，丸 祐介，藤田 和央, "TSTO実機開発に向けた簡易ウェーブライダー形状の空力特性評価:前縁鈍頭化による影響", 日本機械学会九州支部 第79期総会・講演会, 2026.3.10.
• 友常亮太，帆足真尋，寺島洋史，坪井伸幸, "水素に関する噴流と主流の混合挙動の二次元数値解析：超臨界流れ場の熱物性評価", 日本機械学会九州支部九州学生会第 57 回学生員卒業研究発表講演会, 2026.3.9.
• 菅原悠, 井福剛司, 坪井伸幸, 伊藤隆, 野中聡, "再使用ロケットRV-Xの空力特性解析：SA-DDESによるレイノルズ数効果について", 日本機械学会九州支部 九州学生会 第57回学生員卒業研究発表講演会, 未定, 2026.3.9.