研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 数値的評価法に基づく高速・低速・混相流統合解析新手法の研究

  研究期間：  - 

学位論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• 極超音速衝撃波干渉流れの数値解析

  北村圭一

    2008年03月

  学位論文（博士）   単著

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  名古屋大学（工学研究科航空宇宙工学専攻） 極超音速衝撃波干渉流れの数値解法および数値計算について研究を行った。また，検証用の実験も行った。

• 二段式宇宙往還機における空力干渉流れ場の数値解析

  北村　圭一

    2004年02月

  学位論文（修士）   単著

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  名古屋大学（工学研究科航空宇宙工学専攻） 二段式宇宙往還機(TSTO)周りに作られる極超音速空力干渉流れ場を数値的に明らかにした。

論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Numerical Analysis on Reusable Rocket Aerodynamics with Reduced-Yaw-Force Configurations

  INATOMI Ayano, KITAMURA Keiichi, NONAKA Satoshi

  TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN ( 一般社団法人 日本航空宇宙学会 )    2019年  [査読有り]

  共著

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  <p>It is known that aerodynamic characteristics of a slender body vary substantially at high angles-of-attack (AoAs), and then, will have strong impacts on its flight. For, example, the yaw force makes flight unstable. In this study, we investigated the relation between the yaw force and the configuration, and details of flowfield around the slender-bodied-vehicle numerically. The configuration consisting of "nose cone" and "square aftbody" parts was employed as the baseline, and then, compared with other three configurations having different fineness ratios. According to our computed results, in the case of 50 degrees of AoA, the longer the model became, the more asymmetry appeared: yaw force and asymmetry were found to be attributed not only to the length of the body, but also to the nose bluntness. On the contrary, in the case of 140 degrees, the shorter the model became, the more asymmetry appeared. Furthermore, the large nose bluntness increased CY. Interestingly, this trend is totally opposite to that observed at 50 degrees. It had been considered that the large nose bluntness and the small fineness ratio can reduce asymmetry and CY, however, this study showed that it is not true in the case over 90 degrees, due to complex wake flow structure discovered in the present numerical simulations.</p>

  DOI CiNii

• Roll Moment Characteristics of Supersonic Flight Vehicle Equipped with Asymmetric Protuberance

  HARADA Toshiaki, KITAMURA Keiichi, NONAKA Satoshi

  TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN ( 一般社団法人 日本航空宇宙学会 )    2019年  [査読有り]

  共著

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  <p>Most of flight vehicles have various protuberant devices on their surfaces, but asymmetry in their positioning with respect to the body axis can affect aerodynamic characteristics of vehicles, particularly roll moment. Thus, it is important in rocket development to clarify the effects of the protuberances on the vehicle aerodynamic characteristics. In this study, as a basic research, we systematically investigated such effects using CFD, by changing the positions of a protuberance. As a result, the roll moment increased nearly linearly with angle of attack (=<i>α</i>), but its trend was different in protuberance locations, particularly when arranged near the center-of-gravity. In positioning there at <i>α </i>= 20 °, the wake vortex center moved farther away from protuberance compared with <i>α</i> = 15 °, then the pressure decline at its wake side was suppressed, and thus, the pressure difference between its upstream and downstream sides became smaller. As a consequence, the roll moment did not arise linearly, but decreased at <i>α</i> = 20 °.</p>

  DOI CiNii

• Experimental and Numerical Investigations of Slender Body Side Force with Asymmetric Protuberances

  K. Kawauchi,T. Harada,K. Kitamura,S. Nonaka

  Journal of Spacecraft and Rockets     2019年  [査読有り]

  共著

  DOI

• Numerical Experiments on Anomalies from Stationary, Slowly Moving, and Fast-Moving Shocks

  Keiichi Kitamura,Eiji Shima

  AIAA Journal   57 ( 4 ) 1763 - 1772   2019年  [査読有り]

  共著

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  Keiichi Kitamura and Eiji Shima. "Numerical Experiments on Anomalies from Stationary, Slowly Moving, and Fast-Moving Shocks", AIAA Journal, Vol. 57, No. 4 (2019), pp. 1763-1772.

  DOI

• Computational Study on Finned Reusable Rocket Aerodynamics during Turnover

  AOGAKI Takuya, KITAMURA Keiichi, NONAKA Satoshi

  TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN ( 一般社団法人 日本航空宇宙学会 )    2019年  [査読有り]

  共著

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  <p>The development of a fully reusable vertical-takeoff-and-vertical-landing (VTVL) rocket is indispensable for reducing space transportation costs. However, there are many technical issues associated with such vehicles, such as turnover maneuvers during return flight where the pitching moment plays a key role. It is known that aerodynamic characteristics can be controlled by installing aerodynamic devices, but the relationship between the aerodynamic characteristics and the flowfields has not been explored. To clarify this relationship using computational fluid dynamics (CFD), we investigated these flowfields and aerodynamic characteristics, in the case where we install such devices (fins) in the nose part of a reusable rocket. We found that vortices form downstream of the aerodynamic devices. For angles of attack between 0 and 90 degrees (in which the fins are located in the upstream portion), these vortices significantly affect the surface pressure on the rocket and increase the pitching moment. On the other hand, for AOAs between 90 to 180 degrees (in which the fins are in the downstream portion), the effect of these vortices on the on-surface pressure is negligible, and only vortices formed near the surface of the fins increase the pitching moment.</p>

  DOI CiNii

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学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• 平成31年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

  2019年04月17日   文部科学省   国産ロケット開発に資する安定で正確な流体計算法の研究  

  受賞者：  北村圭一

• 平成30年度　横浜国立大学優秀研究者賞　奨励賞

  2019年03月19日   横浜国立大学  

  受賞者：  北村圭一

• 第10回宇宙科学奨励賞（宇宙工学部門）

  2018年03月08日   公益財団法人　宇宙科学振興会   衝撃波を安定にとらえる流体計算法の提案とそれを用いたイプシロンロケットの空力特性の解明  

  受賞者：  北村圭一

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  イプシロンロケットは、M-V ロケットの後継機として 2010 年から開発が始まり、2013 年に試験 1号機が打ち上げられた。北村氏は衝撃波を捉える際のこれまでの流体計算法の問題を整理し手法を改良することにより、宇宙機の開発に役立つ流体計算法を提案した。更に、イプシロンロケットについて、提案手法を用いた空力解析や風洞実験に取り組み、イプシロンロケット開発に主導的な貢献を果たし打上げの成功に寄与している。

• 日本流体力学会　2017年度学会賞　竜門賞

  2018年02月27日   日本流体力学会   衝撃波において安定かつ高精度な流体計算手法の提案  

  受賞者：  北村圭一

• 第21回（平成23年度）日本航空宇宙学会奨励賞

  2012年04月13日   日本航空宇宙学会  

  受賞者：  北村圭一

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

• 画像処理と流体力学の融合による衝撃波検知と64倍解像度流体計算

  基盤研究(C)

  研究期間:  2019年04月  -  2022年03月  代表者:  北村圭一

• 飛翔体（ひしょうたい）のふしぎ～飛行機やドローンを上手く飛ばすには～

  研究成果公開促進費 (研究成果公開発表)

  研究期間:  2019年04月  -  2020年03月  代表者:  北村圭一

• 飛翔体（ひしょうたい）のふしぎ～飛行機やドローンを上手く飛ばすには～

  小・中・高校生のためのプログラム　ひらめき☆ときめきサイエンス～ようこそ大学の研究室へ～KAKENHI（研究成果の社会還元・普及事業）

  研究期間:  2018年04月  -  2019年03月  代表者:  北村圭一

• 数値的評価法に基づく高速・低速・混相流統合解析新手法の研究

  若手研究(B)

  研究期間:  2013年04月  -  2016年03月 

• 数値的アプローチによる衝撃波安定・全速度流体解析手法の研究

  特別研究員奨励費

  研究期間:  2011年04月  -  2013年03月 

その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】

その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】

• 領域判別関数を導入した高解像度スキームを用いた低速バフェットの解析

  提供機関:  地方自治体  JAXA

  研究期間： 2018年06月  -  2019年03月  代表者:  北村圭一

• 高解像度スキームを用いた低速バフェットの解析

  提供機関:  地方自治体 

  研究期間： 2017年06月  -  2018年03月  代表者:  北村圭一

• 流体解析コードFaSTARへの高解像度スキームの導入

  提供機関:  地方自治体 

  研究期間： 2016年06月  -  2017年03月  代表者:  北村圭一

• 衝撃波現象を高解像度に捉えるための流体シミュレーション技術の構築

  提供機関:  地方自治体  日本人若手研究者研究助成金

  研究期間： 2015年04月  -  2016年03月  代表者:  北村圭一

• 高迎角遷音速バフェット解析に向けた高精度高効率CFD解析手法の研究

  提供機関:  地方自治体  平成26年度「JAXA航空本部における公募型研究」

  研究期間： 2014年08月  -  2016年03月  代表者:  北村圭一

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

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• Side Force Characteristics of Supersonic Flight Vehicle Equipped with Asymmetric Protuberance, AIAA Paper 2019-0299

  Harada, T., Kawauchi, K., Kitamura, K., Nonaka, S.

  AIAA SciTech Forum 2019  (San Diego, CA, USA)  2019年01月   AIAA

  DOI

• 衝撃波において安定かつ高精度な流体計算手法の提案

  北村圭一  [招待有り]

  日本流体力学会 年会2018  (大阪大学 豊中キャンパス 基礎工学国際棟 シグマホール)  2018年09月03日   日本流体力学会

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  衝撃波において安定かつ高精度な流体計算手法の提案”，日本流体力学会竜門賞受賞記念講演

• Wind Tunnel Experiment on Slender Body Aerodynamics with Asymmetric Protuberances at Mach 1.5

  Kawauchi, K., Harada, T., Kitamura, K., Nonaka, S.

  15th Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering (JSSUME2018 HAMAMATSU)  (Hamamatsu, Japan)  2018年08月19日   JSSUME

• The Influences of Band-Support-Structure of Rigid Supersonic Parachute on Its Surface Flowfield and Drag Coefficient

  Fukumoto, K., Kitamura, K., Mori, K., Kurata, R.

  15th Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering (JSSUME2018 HAMAMATSU)  (Hamamatsu, Japan)  2018年08月19日   JSSUME

• Numerical Study on Aerodynamic Improvement of Slender-bodied Reusable Rocket by Fins and Vortex Flaps

  Takagi, Y., Aogaki, T., Kitamura, K., Nonaka, S.

  15th International Space Conference of Pacific-basin Societies (ISCOPS)  (Montreal, Canada)  2018年07月   ISCOPS

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共同研究希望テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

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共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】

共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】

• 領域判別関数を導入した高解像度スキームを用いた低速バフェットの解析

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構 (JAXA)  企業等からの受託研究  

  研究期間： 2018年06月  -  2019年03月 

• 高解像度スキームを用いた低速バフェットの解析

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構 (JAXA)  企業等からの受託研究  

  研究期間： 2017年06月  -  2018年03月 

• 流体解析コードFaSTARへの高解像度スキームの導入

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構 (JAXA)  企業等からの受託研究  

  研究期間： 2016年06月  -  2017年03月 

• 高迎角遷音速バフェット解析に向けた高精度高効率CFD解析手法の研究

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構 (JAXA)  国内共同研究  

  研究期間： 2014年08月  -  2016年03月 

担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】

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学外審議会・委員会等 【 表示 ／ 非表示 】

学外審議会・委員会等 【 表示 ／ 非表示 】

• 32nd ISTS

  2018年04月

  -

  2020年03月

  学協会   空力部門副委員長

• 第32回数値流体力学シンポジウム

  2018年04月

  -

  2019年03月

  学協会   実行委員

• 平成30年度衝撃波シンポジウム

  2018年04月

  -

  2019年03月

  学協会   幹事

社会活動（公開講座等） 【 表示 ／ 非表示 】

社会活動（公開講座等） 【 表示 ／ 非表示 】

• 飛翔体（ひしょうたい）のふしぎ～飛行機やドローンを上手く飛ばすには～

  日本学術振興会  小・中・高校生のためのプログラム　ひらめき☆ときめきサイエンス～ようこそ大学の研究室へ～KAKENHI（研究成果の社会還元・普及事業）  （横浜国立大学） 

  2018年08月

  　

  　

• 「空飛ぶクルマ」実用化へ 運航ルールや技術開発など議論

  NHK  NHK　ニュースウォッチ9 

  2018年08月

  　

  　

• 最新ロケットと空気力学

  多摩六都科学館  ロクトサイエンスレクチャー  （西東京市） 

  2018年06月

  　

  　

• 第48回流体力学講演会／第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム

  （金沢歌劇座） 

  2016年07月