揚力物体後方に発生する後流渦による流体力学的影響に関する研究

• Project/Area Number: 11750792
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 船舶工学
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 甲斐 寿 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (00240763)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1999: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 三次元矩形翼 / 渦形状 / パネル法 / 熱線流速計 / 境界要素法 / ポテンシャル / 後流渦形状 / Roll-Up

Research Abstract

研究実績は以下の通り。
揚力物体として最も簡単な形状である三次元矩形翼に関して以下の状態に於ける熱線流速計を用いた実験並びに数値計算を行った。
1.迎角を変化させたときの翼周りの自由渦分布の計測
2.レイノルズ数を一定とし、二種の翼の大きさ、二種の流体を用いた場合の翼周りの自由渦分布の計測。
3.上記状態に於けるパネル法による数値計算。
上記実験及び数値計算の結果、以下のことがわかった。
1.迎角を大きくしていくと、翼前縁直後から発生する自由渦は変形し、翼中心方向に大きく移動し、その移動量の定量的な値を得た。
また、翼後縁を過ぎると翼端方向に急激に移動することも確かめられた。
数値計算では、数値計算モデルの制限から翼前縁からの自由渦の移動はシミュレートできていないが翼周りの流場は近い値を得た。特に低迎角では正確な一致を見た。
2.同一レイノルズ数では翼の大きさ及び流体が異なっても、渦の位置及び渦の強さを示す渦度分布には差がなかった。今後異なるレイノルズ数で同様な試験を行うことで、渦の形状がレイノルズ数に依存しているかどうかを明確に判断することができる。