| Project/Area Number |
19K14892
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 19010:Fluid engineering-related
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
Nishio Yu 成蹊大学, 理工学部, 助教 (70712743)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 受容性 / 境界層 / 前縁受容性 / 流れの安定性 / 境界層遷移 / 後退翼 / 流体工学 / 安定性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は後退翼の前縁部における乱れの受容のメカニズムを解明することを目的としている。乱れの受容とは主流中のわずかな速度変動が境界層内に侵入し，乱流遷移の種(初期乱れ)へと変換される現象のことを指し，この現象が境界層遷移の位置を左右する。しかし，その変換メカニズムや侵入する程度は明らかになっておらず，遷移位置の高精度な予測は未だ難しい。そこで本研究では，主流中の乱れ強さや取り込まれる位置，積分スケール，異方性という乱れの特徴に対して，境界層への乱れの侵入の程度を調査した上で，主流中の渦構造と境界層内に生じる渦構造との関係を調査し，乱れの受容のメカニズムを明らかにすることを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study attempted to numerically investigate the physical mechanism of the leading edge receptivity to a vortical disturbance introduced into only a vicinity of the leading edge, focusing on the deformation of the vorticity pattern in the penetration process of the disturbance into the leading edge boundary layer. As a result, it was found that the streaky structure in the boundary layer is formed because the longitudinal vortex pairs are selectively amplified at the leading edge. A numerical experiment employing a partially slip condition at the leading edge wall suggests that the highly receptive point exists slightly downstream from the stagnation point of the leading edge, whereas the stagnation point has less effect on the leading edge receptivity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
前縁受容性は盛んに研究が行われているが，主な乱れの受容点である境界層が成長し始める物体前縁部における乱れの生成機構については，境界層が薄く計測が困難なこともあり未解明な点が多い。本研究ではこの問題に対して，直接数値計算を用いることで前縁付近の流れ場を再現し，渦度の変形や移流に着目し物理メカニズムの解明に取り組んだものである。得られた研究結果は，輸送機器の摩擦抵抗の増大を招く境界層遷移を遅らせる遷移制御の一助となる知見である。この遷移制御が可能となれば，流体機器，特に大型の輸送機器の輸送効率向上につながり，現在人類が抱える環境問題の解決にも貢献し得る。
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