SATOU, Tetsuya

写真a

Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Fundamental Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.waseda.jp/sem-sato/

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Concurrent Post 【 display / non-display 】

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Fundamental Science and Engineering

  • Affiliated organization   Global Education Center

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Research Institute 【 display / non-display 】

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

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Education 【 display / non-display 】

  • 　
    -
    1992

    University of Tokyo   Graduate School, Division of Engineering   Department of Aeronautics  

  • 　
    -
    1992

    University of Tokyo   Graduate School, Division of Engineering   Department of Aeronautics  

  • 　
    -
    1987

    University of Tokyo   Faculty of Engineering   Department of Aeronautics  

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Degree 【 display / non-display 】

  • University of Tokyo   Doctor of Engineering

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Research Experience 【 display / non-display 】

  • 2007.04
    -
    　

    Professor, Department of Applied Mechanics and Professor, School of Fundamental Engineering, Waseda University

  • 2006.10
    -
    2007.03

    Senior Reseracher, Aeroengine Testing Center, Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA

  • 2006.10
    -
    2007.03

    Senior Reseracher, Aeroengine Testing Center, Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA

  • 2005.04
    -
    2007.03

    Associate Professor, Univ. of Tokyo

  • 2005.04
    -
    2007.03

    Associate Professor, Univ. of Tokyo

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Professional Memberships 【 display / non-display 】

  • 　
    　
    　

    日本ガスタービン学会

  • 　
    　
    　

    日本航空宇宙学会

  • 　
    　
    　

    AIAA

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Research Areas 【 display / non-display 】

  • Thermal engineering

  • Aerospace engineering

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Research Interests 【 display / non-display 】

  • Jet engine, Space plane, Air Turbo Ramjet, Air-intake, Precooler, Two phase flow

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Papers 【 display / non-display 】

  • Development of Quality Measurement System Using Slip Ratio Model with Homogenization System

    Minote, K, Sakamoto, Y, Tane, S, Nakajima, Y, Furuichi, A, Kabayama, K, Tsujimura, H, Yoshida, K, Kobayashi, H, Sato, T

    Transaction of JSASS   18   109 - 118  2019.07  [Refereed]

    DOI

  • Improvement of Laminar Flamelet Model for Compressible Flows Using Artificial Neural Network

    Yamamoto, H, Toyonaga, R, Komatsu, Y, Kabayama, K, Mizobuchi, Y, Sato, T

    Transaction of JSASS   18   91 - 100  2019.06  [Refereed]

    DOI

  • Numerical Analysis on Supersonic Inlet Buzz

    Nagao, T, Yoshida, H, Sano, M. Sato, T, Hashimoto, A

    Transaction of JSASS   18   81 - 89  2019.05  [Refereed]

    DOI

  • 粒子法を用いた液滴解析における空気力のモデル化

    辻村光樹, 窪田健一, 佐藤哲也, 髙橋孝, 村上桂一

    ながれ   38 ( 2 ) 105 - 113  2019.04  [Refereed]

  • Capacitive Void Fraction Sensor for Ground Test of LE-5B-3

    Sakamoto, Y, Kobayashi, H, Higashi, K, Nagao, N, Sugimori, T, Kinefuchi, K, Sato, T

    Transaction of JSASS   18   19 - 28  2019.02

    DOI

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Books and Other Publications 【 display / non-display 】

  • 機械工学便覧(γ編,γ11 宇宙機器・システム), 3.1.1節「ターボ系ジェットエンジン」担当

    日本機械学会編

    丸善株式会社  2007.01

  • 航空宇宙工学便覧(第3版) C3.5.3「エア・ターボ・ラムジェットエンジン」

    日本航空宇宙学会編

    丸善株式会社  2005.11

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Awards 【 display / non-display 】

  • 最優秀賞 数値シミュレーション部門 第44回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2012

    2012.07  

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Research Projects 【 display / non-display 】

  • Hypersonic Airframe/Engine Integration Experiment Using a Sounding Rocket FTB

    Project Year :

    2020.08
    -
    2025.03
     

  • Improvement of the heat exchanger performance by recucing frost formation on nano unever surface using an anodic osidation method

    Project Year :

    2019.06
    -
    2022.03
     

  • 液体水素を用いた配管予冷の革新的高効率化手法の実証実験

    Project Year :

    2017.04
    -
    2020.03
     

    　View Summary

    本研究では液体燃料を使用するロケットの打ち上げ作業において，作業時間およびコストの面で支配的要因となっている「配管予冷」の問題に対し，配管表面に低熱伝導率の被膜を塗布することで沸騰伝熱を促進する革新的技術により予冷時間の短縮と燃料消費量の大幅な削減を図る。当初計画されていた「極低温流体を用いた予冷の現象の解明」および「さらなる予冷促進手法の提案・検証」について、ほぼ計画どおりに実施することができた。令和元年度は予冷を高効率化するための手法の改善を試みた。新たに低熱伝導率の被膜を縦横数mm間隔で施す方法を提案し、これが予冷促進に極めて有効であることを示した。本手法は平成30年度に行ったナノファイバーによる予冷促進法をさらに改良することで生まれた新しい方法である。今回採用した手法では、銅板露出面と低熱伝導率被膜面を交互に設けることで、気泡発生に必要な高温面と、上方にある液が予冷面表面に流れ込むために必要な低温面を同時に生成することで沸騰伝熱を促進したと考えられる。ナノファイバーを用いた手法では無垢銅板面に対し予冷時間が1/3程度に短縮されたが、低熱伝導率被膜を縦横数mm間隔で施す手法では予冷時間が約1/5程度となった。また研究結果について、上記のナノファイバーによる予冷促進法について国際学術誌にて公表したほか、研究分担者らの液体水素の流動様式に関する研究成果も国際誌にて発表された。令和元年度最後に計画されていたJAXA能代実験場における液体水素予冷実験についてはコロナウイルス蔓延の影響があり翌年度に延期されることとなった。令和元年度が最終年度であるため、記入しない。令和元年度が最終年度であるため、記入しない

  • 数値解析による静粛超音速インテークのバ ズ発生予測

    Project Year :

    2016.04
    -
    2019.03
     

  • Development Study of High Mach Integrated Control of the Hypersonic Demonstration Vehicle Installing the Air-Breathing Engine, "HICICO"

    Project Year :

    2015.04
    -
    2018.03
     

    　View Summary

    The research targets are to clear the mutual interference effects of aircraft / propulsion of a hypersonic transportation using an air-breathing engine and to carry out the integrated control demonstration experiment under Mach 4 condition at the RJTF facility using a subscale vehicle “HIMICO”. Each unit performance and integration performance of the aircraft and propulsion systems were acquired and its database was constructed. Based on the results, an experimental model with a total length of 1.5 m, experimental platform, fuel supply system and control measurement system were designed and manufactured. In addition, we summarized the future flight demonstration test of HIMICO using the sounding rocket by examing the orbit, outfitting, separation mechanism etc

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Presentations 【 display / non-display 】

  • Development status of a hypersonic precooled turbojet engine

    60th International Astronautical Congress 

    Presentation date： 2009.10

  • THE PROPELLANT MANAGEMENT OF THE PRECOOLED TURBOJET ENGINE

    60th International Astronautical Congress 

    Presentation date： 2009.10

  • Development Status of A Precooled Turbojet Engine

    27th International Symposium on Space Technology and Science 

    Presentation date： 2009.07

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Specific Research 【 display / non-display 】

  • 超音速インテークの横滑り特性に関する研究

    2020  

    　View Summary

    本研究は、JAXAと大学が共同で提案した極超音速統合制御実験（HIMICO）用可変インテークの横滑り角特性の調査である。実験はJAXA相模原の超音速風洞を用い、主流マッハ数3.4とした。TPR-MCR（全圧-流量）線図からは、始動時に出口ノズルを閉めた時、β=0°時にはMCRがほとんど低下せずTPRが上昇するに対し、β=5°時にはMCRが低下し、TPRがほとんど変化しないという特徴が得られた。これらの性能差は、インテーク内部における圧縮／膨張領域での渦、剥離の形成とそれに伴う衝撃波構造の変化であると推察した。今後は詳細な流れ場を数値解析によって検証する予定である。

  • 境界層吸い込みによるエンジン性能低下を加味した抵抗低減効果に関する研究

    2019  

    　View Summary

    境界層吸い込み（Boundary Layer Ingestion ; 以下BLI）とは、航空機の機体表面に発生する境界層をエンジンに吸い込ませることによって、機体の抵抗を減少させ、燃費の改善を達成するものである。一方、エンジン側では、速度・全圧ディストーションを有する境界層を吸い込むことにより、性能が低下する。本研究では、JAXAの共同研究として、BLIと非BLIの場合を模擬した翼型（模擬機体）で風洞実験を行い、抗力低減効果により約8%のファン必要動力の低減を確認した。また、境界層を吸い込んだファンについて数値計算を行い、BLIによる流れ場の変化を評価し、ファン性能の低下の原因を調査した。

  • 陽極酸化法を用いたナノ凹凸面での着霜低減と伝熱促進による熱交換器の性能向上

    2018  

    　View Summary

    　現在、開発中の極超音速用予冷ターボジェットは、液体水素を冷媒とする熱交換器(プリクーラ) を搭載しているが、プリクーラ伝熱面への着霜現象が問題となっている。本特定研究課題ではAl伝熱管表面に陽極酸化法によるナノスケールの微細表面処理加工を施し、着霜低減の効果を確認することを目的とした。実験の結果、表面処理材は非処理材に比べて、伝熱管全体への着霜量が6～9%程度減少するとともに、主流によってより多くの霜が吹き飛ばされる現象が観察された。これは、撥水性により表面自由エネルギーが小さくなり、霜の付着力が減少したことに起因すると考えられる。今後は、SUS316Lの陽極酸化手法に挑戦する。

  • 水素気液二相流のボイド率計測技術の確立と流動特性の解明

    2018  

    　View Summary

    早稲田大学ではJAXAと連携し、液体水素を燃料とする極超音速用予冷ターボジェットの研究を行っている。液体水素は配管内で気液二相流状態となるが、流動や熱物性に関する知見は少ない。そこで本研究では、極低温流体に適用可能な高精度なボイド率測定技術を開発し、6.5％の精度でボイド率計測が可能であることを示した。また、これまでにほとんど明らかにされてこなかった沸騰水素のボイド率とクオリティの関係について実験的に整理し、既存モデルの組み合わせで4%の精度で相互に換算可能であることを示した。流動様式については気泡流から間欠流、間欠流から環状流への遷移条件に着目し、予測モデルを構築することに成功した。

  • 静粛超音速機用インテークのバズ発生限界の推定

    2017  

    　View Summary

    現在JAXAで研究開発が進められている静粛超音速機用インテークバズ現象について、数値流体解析による現象解明を行った。インテークバズは低流量作動領域で発生する衝撃波の自励振動で、インテーク形状や主流条件、後方の圧力条件等、様々な要因によって特性が異なり、バズの発生条件やメカニズムに関する知見は十分ではない。本研究の結果、始動状態からバズに遷移する途中に微小振動を伴う剥離状態があることを見出した。また、機体とインテークを統合した数値解析をJAXAで実施した風洞実験と比較し、バズが発生する条件が一致し、インテーク単体の場合とは条件が異なることを確認した。

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Syllabus 【 display / non-display 】

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Committee Memberships 【 display / non-display 】

  • 2019.05
    -
    　

    Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency  Member of Advisory Committee for Space Engineering

  • 2019.05
    -
    　

    宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 宇宙工学委員  宇宙工学委員

  • 2012.04
    -
    2017.03

    日本技術士会  技術士第二次試験試験委員

  • 2015.04
    -
    2016.03

    日本航空宇宙学会  論文賞選考委員会 委員長

  • 2014.04
    -
    2016.03

    日本学術振興会 特別研究員等審査会専門委員  特別研究員等審査会専門委員

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