縦渦列により干渉された乱流境界層の渦構造モデル

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650208
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 大坂 英雄 山口大学, 工学部, 教授 (90024611)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 望月 信介 山口大学, 工学部, 助教授 (70190957)
• Keywords: 縦渦列 / 乱流境界層 / 渦構造 / 二次流れ / 間欠係数 / 渦度輸送方程式 / 検査体積積分

Research Abstract

平成8年度の研究実施内容は、以下の3点であった。(1)渦度輸送方程式の検査体積にわたる積分量の評価から、L/S=1(L:翼素のスパン方向間隔、S:翼素幅)を境に安定及び不安定となる条件の縦渦列の挙動を明らかにする。(2)速度変動をトリガーとし、間欠係数分布を評価する。これにより、縦渦列の境界層への巻き込みプロセスの差異を調査する。(3)温度変動場の計測から、縦渦列のエントレインメント過程を推測する。
これらに対し、得られた結果及び問題点を列挙しておく。
(1) 回転プローブ法により、未測定であったレイノルズ応力VW成分を計測した。
(2) 渦度輸送方程式の検査体積にわたる積分形を導出した。
(3) 全測定量を用いて、(2)で求めた体積積分渦度輸送方程式の全項を評価した。この結果をみると、L/S<1の場合、縦渦列の挙動が不安定で対流項及びストレッチ項は著しい変化を示す。一方、L/S≧1の場合、縦渦列の挙動はスパン方向に周期的で安定しているため、対流項及びストレッチ項等はゆるやかな変化を示す。
(4) このL/Sの値による変化は、縦渦の挙動から生じることが明らかである。すなわち、L/S<1の場合、渦度が初期値の5%まで減衰すると縦渦列の経路は突然著しい変化を示す。一方、L/S≧1の場合、同様に渦度がある臨界値にまで減衰すると、渦軸の変換(Ω_1→Ω_2、Ω_1→Ω_3)及びリバウンド現象(経路の反転)が生じる。
(5) 間欠係数γの分布は縦渦の位置に対応して変化を示し、L/S≧1の場合、翼中央でγの値は小さくなり吹き下ろしの影響が、一方翼間中央でγの値は大きくなり吹き上げの影響が著しい。一方、L/S<1の場合、γの分布は二次元流の結果に類似している。また、乱流塊通過周波数及び平均継続時間もL/Sの値により変化する。
(6) 温度変動場による計測については、間欠係数を決定できるまでには問題を克服できなかった。

Research Products

• [Publications] 大坂英雄,Gabriela NEDELCU,岡下友則,稲葉千晴: "主流中から導入された縦渦列と干渉した乱流境界層の間欠領域の構造" 日本機械学会論文集(B). 62・602. 3533-3540 (1996)
• [Publications] 大坂英雄,Gabriela NEDELCU: "縦渦列と干渉した乱流境界層の構造(縦渦列の性質と渦度分布)" 日本機械学会論文集(B). 63・605. 32-39 (1997)