スキー旅行が終わってからすぐでも早速倉庫は賑やかです。
あと一か月でロールアウトということで目標に向けて忙しい時期になってきました。



今日、作業する教室に東工大の赤本が落し物として落ちててほほえましかった（笑
Meisterにも新入生がたくさん入りますように(‾人‾)

もしかしたらこのページを受験者も見てるかもしれないっすね。
Meisterは熱い新入生を歓迎します！！！




桁試験を３月４日(火)に行います。
場所は昨年と同じ場所でやります。詳しくは代表が言ってくれるはず！！OB/OGさんは時間があるようなら見に来て下さい。






自分は鳥コン提出用の三面図にとりかかろうとしつつ、錘をかける位置と重量についてエクセルで計算中です！！分割数を増やしすぎて曲げモーメントの計算に一回２分半ほどかかるのでその隙をついての更新でした。
単純に計算機としてエクセルを使うのは苦手で。。。

XFLR5紹介

XFLR5 Airfoil and Wing Analysis Tool

日本語の紹介ページが全くなかったので自分で作ることにした。
使ったことのない人への紹介としての文章です。
XFOILは使ったことあるよ的な人に向けて書きました。


XFOILは翼型の解析ソフトとしてはかなり良いソフトだが
コマンドラインインターフェイス（CUI）なので慣れるのに時間がかかる。
いちいち「？」コマンドを入れなくてはコマンドもわからない。
ヘルプも英語だし（涙
XFOILの３０ページぐらいのドキュメントを読んだことがあるけど流体の話な上に英語で辛かった。

XFOILはきちんと使いこなせば「ＯＰＥＲ」サブルーチンで翼の解析を行う他に、「ＧＤＥＳ」サブルーチンで翼の形をいじりながら再び解析をかけるこもできる。
逆問題を解くことによって「ＭＤＥＳ」「ＱＤＥＳ」で好みの性能を持つ新しい翼型をデザインできたりもする。

けど使いやすさの点で敷居高い。
値が発散しまくってなんども「↑Enter」を繰り返すはめになる。
JavafoilなんてソフトもあるけどXFOILと値が微妙に異なるので知識も実験設備もない自分にはどっちを信頼するかという問題にもなる。
Javafoilの方がキレイで便利でわかりやすいとは思うけど、XFOILの値を使っている。


蛇足だが、XFOILでNASGにあった翼型やUIUC Airfoil Coordinates Databaseにある翼型全部解析かけてやろうと思ったことがある。
手動だと値が発散するために大変なのでスクリプトを組んで自動的にやろうと思っていた。
その時にEXPECTというインタラクティブなソフトの自動化プログラムを使おうとしてた。
自前のWindous環境下ではEXPECT本体もTcl/Tkの中にあるEXPECTでもRubyのexpectモジュールも動いてくれなかった。
なのでLINUX環境下で試してみてたり、Python言語のcommand関数を使ったりpexpectというモジュールを使えばできそうだとか妄想を広げてた。
このためだけにTcl/Tkやrubyやpythonの勉強をしてしまった。遠まわりすぎる（涙
学校でLinux環境を使うには権限が足りなくて不便だし、
結局Pythonでスクリプトを書こうかと思っていた。そんな妄想を広げているうちに自分でそんなに頑張る必要性もなくなり、うやむやにしていた。
そんなときに『XFLR5』を見つけた。



XFOILの敷居を少しでも低くしてくれるのがこのXFLR5というGPLライセンスのフリーソフト。
XFOILと同様に低レイノルズ数領域での翼型解析ソフト。
Andre Deperroisさんという人がFORTANで書かれたXfoilをC++に書きなおしてGUI化したソフト。
書きなおしただけではない。
計算した値を保存したりグラフ化したり、
本来模型飛行機用だと想像されるが機体の形を入力すると揚力線理論（LLT）や渦格子法（VLM）で
翼の（VLMで尾翼も含めた計算も可能）揚力・抗力・モーメント等々を計算してくれる。

もっと早くに知っていれば楽ができたのに、、、悔しい、、、

ちなみにこれ書いている段階でver3.21e。

まとめると

• XFOILに比べて使いやすい翼型解析ソフト


• XFOILと同じアルゴリズムで翼の流体解析


• XFOILでありがちな値の発散に対して反復演算（Iteration）してくれる


• XFOILと同様に逆問題にも対応し翼型設計可能


• グラフにしたり比較が簡単にできる


• LLTやVLMで任意の（翼についてはスパン・テーパー比・後退角・上半角・捩り下げ・翼型が指定可能、尾翼もつけれる）翼の揚力・抗力・モーメント等々を計算してくれる。


• Wing Designでは3D表示ができる

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具体的使い方

インストールは簡単だと思うので使える環境が整ったとして説明する。

基本的に

1. Foil Direct Design
2. XFOIL Inverse Design
3. XFOIL Direct Analysis
4. Wing Design

という４つのアプリケーションモードがありメニューバーのApplicationから選ぶ。



順番にFoil Direct Designから説明する。



メニュー→File→Load Fileから翼型のdatファイルを選ぶと翼型を表示してくれる
たくさんごちゃごちゃしてきたら右下にあるShow Foilチャックリストをオフにすると消せるので使う翼型をたくさん入れてもすっきりする。
形を比較したいものを同時に表示させることができるので便利。

次の解析で使う翼型を読み込んでモードでもある。

メニュー→Foil→Interpolete Foilsで二つの翼型を任意の割合で補間して出力させることができる。

翼型を読み込む前から表示されているSpline Points Foilというのはメニュー→Splinesから制御点をコントロールして新しい翼型を作るというもの。Ctrl＋クリックで制御点を増やすことができる。

読み込んだ翼型についてもその翼型を選択しておいてメニュー→Foilで様々に加工できる。
XFOILで対称翼にするコマンドがあったがそれはScale Camber and Thicknessからキャンバーを0にすることで対応できる。




XFOIL Inverse Design

これを使う必要があるような人は自分よりよっぽど流体についてもこのソフトについても詳しいと思うので省略。
翼周りの空気の流れの逆問題として翼型が決まるということをやるところ。
Full InverseとMix Inverseモードがある。
XFOILでいうと「MDES」や「QDES」に相当する。




XFOIL Direct Analysis

XFOILと同じアルゴリズムで解析を行うところ。
Foil Direct Designで読み込んだ翼について解析できる。

基本的な使い方は
調べたい翼型を選ぶ→メニュー→Define Analysis/Ploar またはRun Batch Analysisでレイノルズ数やマッハ数やNCritの値を決めて解析できる。
人力飛行機や模型飛行機の設計目的で変更するならレイノルズ数だけか。
解析モードが４タイプあるから使い分けられる人は使い分けたら良いと思う。


次のステップであるWing Designを実行するのにはRun Batch Analysisを行う必要がある。
使用する翼は何種類かのレイノルズ数で迎角も幅広くやっておくと後でエラーが出ない。

解析したらメニュー→Polars→Viewからグラフが見れる。






Wing Design

主翼や尾翼を定義して揚力線理論（LLT）や渦格子法（VLM）で翼がどんな性能を持つのか解析できる。

メニュー→Wing/Plane→Define Wing等から翼を定義する。
名前を付けて、
Pos.:中央からの位置
Chord:翼弦長
Offset:翼前縁からの距離
Dihedral:上半角（degree）
twist:ねじり下げ
FoilName:解析した翼型を選ぶ

をそれぞれ入力。
定義したらメニュー→Polars→deefine Ploar Analysisで解析タイプを指定する。
右にあるAnalyzeボタンを押すと計算してくれる。

計算が終了していたらグラフィカルに表示されるはず。
エラーが出るときは翼型の解析結果の範囲外に出てしまっているのでXFOIL Direct Analysisからやり直してレイノスルズ数の域を広くしたり、迎角を幅広く計算しなおすとたぶん計算できる。

Ctrl＋左クリックで３D表示をグリグリ回せるので楽しい。





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自分はVLMの計算がうまくいってくれない。なぜなんでしょうか？
わかる人は教えてください。
ソースコード少し読んでみたけどうまくいかない理由がわかるわけなかった。



自分の書いたこの文を読むより英語のXFLR5のヘルプを読んだりサンプルファイルを開いて眺めた方がよっぽど使えるようにはなる。


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今年のMeisterの機体のスペックでファイル作ったので置いときます。http://www.meister.ne.jp/report/design/files/up1202917378.ina.2008meisterhpa.wpa
2008MeisterHPA.wpa

ファイルにはないですが実際にはウイングレットが付く予定。垂直尾翼の翼面積は正しいけど実際には形は少し異なる。

今年度の機体を設計をするにあたってこんな感じでした。（作業は除いて

・Xfoilで翼型解析
・エクセルやGnuplotでXfoilのデータをグラフ化して結果をまとめる
・自作のプログラムで揚力・抗力計算（揚力線理論）して翼平面形を決める
・自作のプログラムで主桁の強度計算（材料力学的に）して桁のply構成を決める
・鍋ＣＡＤで各部品図面書き

これからやることとして・・・
・力のかかる部分についてSolidWorksで応力分布を調べる（本格的にはやらないつもり）
・鳥コン出場書類用に三面図を書く




それぞれ一行で書けるけどそれに何日もかかったりしてました(つД｀)

なんで書いたかというとXFOILで翼型解析したのがアホらしくなったからです。
次のレポートにそれについて長文書きます。





自分は行ってないけど東京の鳥コン説明会だけでも１００人くらい来てたというのを聞く限り鳥コンの人気を確信。
説明会に行った他のチームの人には悪いけど、今年のパンフレットには「前年優勝チームには、同一組織で機体の安全基準が満たされれば自動的に同部門への出場権が与えられる」という一文が増えたので安心して三面図が書けます（笑
同部門って一言を見るとMeister向けに書いてるわけじゃないんだろうけど（笑毒

どうも。最小の単位で進級をめざしている設計です。
ロボット工学も受けずロボットを作ってもいないのに制御学科を名乗ってていいのかあやしいですよね（鬱
久々の更新を。


１月の学校始ってからは各班の作業とともに

例年通り一年生に尾翼巻きをやってもらって２本ともOK
テール桁巻き
左翼D桁E桁２本同時巻き
を行いました。


テスト期間にも関わらず先日土曜日から２回目のD桁E桁同時巻きを行いましたがE桁の方が接合部マンドレルが巻いてる途中で動いてしまいました。
そのために再履決定をして、今度（いつになるか不明）巻きなおします。



それと２月１６日にA桁を巻きなおします

大きな桁巻きは最後になることを祈るばかり・・・


写真は今年度の桁です。
一枚目が手前からA桁B桁C桁、上段に尾翼桁
二枚目は電操がV字まわりをいじっている最中のテール桁とD桁E桁（右翼Eだけまだできてないですけど）