ジェットによる境界層の能動制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650159
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 松内 一雄 筑波大学, 機能工学系, 教授 (70111367)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 正司 秀信 筑波大学, 機能工学系, 助教授 (90126087)
• Keywords: 境界層のはく離制御 / 縦渦発生装置 / ディフューザ / ジェット / 適応制御

Research Abstract

片開きディフューザのはく離制御を、ジェットによる縦渦発生装置により行った。一様流速に対するジェットの流速の比、ジェットのピッチ角を変化させ、はく離制御に及ぼす効果を明らかにした。ディフューザー下流における二次流れと渦度分布を計測するすることにより縦渦の下流方向への挙動が各パラメータによって変化する状況が明確になった。併せて表面タフト法により、はく離の状況が可視化され、効果的はく離制御を行うための条件が明らかにされた。強い縦渦を作ることがはく離制御において重要であるばかりではなく、生成された縦渦を壁面近傍に保持することも効果的なはく離制御には重要であることが明らかになった。さらに、定常的なジェットに加え、パルス的なジェットの効果についても、二次流れと渦度の分布をもとに考察し、縦渦を壁面近傍に保持するのに効果があることを明らかにした。
このタイプの制御方法の最大の利点の一つは、通常の個体の一定の強さの縦渦しか発生できない渦発生器とは異なり、時間的に変動する流れに対し適応的に作動させることができることである。上記の縦渦のはく離制御のメカニズムに対する知識を元にして、時間変動流れに自動的に追従できるフィードバックシステムを開発した。ディフューザ入り口上流側とディフューザ内の二点における圧力差をモニターし、はく離を検知する単純な方法を用いた。流速やディフューザ開度が変化する数種類の典型的な流れの変化に適用し、このシステムの有効性を確かめた。その結果、十分に有効なフィードバックシステムであることが証明された。

Research Products

• [Publications] 長谷川裕晃: "Development of an Active Separation Control System Using Vortex Generator Jets"Proc.3^<rd> ASME/JSME Joint Fluids Eng.Conf.. FEDSM 99・6944. 1-8 (1999)
• [Publications] 長谷川裕晃: "パルスジェット吹出しによる縦渦の発生メカニズム"日本機械学会論文集(B編). (未定). (2000)