流体現象と空力騒音を同時に評価できる新たな風洞実験手法の確立
| Project/Area Number |
21K14302
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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 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小林 典彰 大阪大学, 大学院工学研究科, 技術職員 (60880656)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 流体工学 / 空力騒音 / 風洞実験 / 流体計測 / 可視化 |
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| Outline of Research at the Start |
空力騒音は風切り音ともよばれ，自動車のドアミラー，新幹線のパンタグラフ，航空機の主翼・主脚などの輸送機械や空調機器のファン，風車翼などの流体機械から発生する，空気の流れに起因する騒音で，工学的に重要な問題となっている．
空力騒音は流れ場や物体周りを通過する渦の変形に伴い生じる現象であり，空力騒音の低減や発生メカニズムを明らかにするためには，その要因となる流体現象を詳細に調べることが極めて重要である．
本研究は空力音源と音場の可視化を行うことを主とした実験計測を行い，流れ場と音場を同時に評価できる新たな風洞実験手法の確立を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は流れ場と音場を同時に評価できる新たな風洞実験手法の確立を目的とする．そのために，物体周りの流れ場や流れ場に起因する空力音源と発生する空力騒音や音場の詳細計測・可視化を行うことを主とした風洞実験を行うものである．
本年度は，構築した風洞実験における流れ場と音場の計測システムを活用し，鈍頭物体を対象にした実験計測を実施した．鈍頭物体の代表例として，円柱および角柱から発生する空力騒音の計測を行った．ここでは，円柱や角柱から発生する空力騒音の周波数特性や音場の指向性を調査するため，様々な角度にマクロフォンを設置して計測を行った．
円柱や角柱から発生する空力騒音は円柱や角柱の直径に比例した固有の渦放出周波数や音場の指向性に特徴があるため，今回の計測においてもこれらの特徴を捉えることができた．
また，これまでに構築した物体に作用する流体力の計測システムを円柱や角柱などの鈍頭物体から，実際の工業製品を対象にした風洞実験における計測に用いることで，製品に作用する力を把握するなど製品の開発や設計における有益な知見を得るために活用された．
さらに，高出力の半導体レーザーと2台の高速度カメラを用いたステレオPIVシステムを構築し，風洞の流れ場の可視化計測を行った．このシステムを用いることで，流れ場の可視化を行うとともに各種定量的なデータを得ることができた．
これまでの研究において流れ場と音場を評価する風洞実験用の計測システムを構築した．これらのシステムを用いることで風洞実験による物体から発生する空力騒音や作用する流体力の評価，そして可視化による流れ場の定量的な評価を実施することができた．
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
