交叉部流れの制御による有害抗力除去に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550139
• Research Institution: Miyakonojo National College of Technology
• Principal Investigator: 渡部 英夫 都城工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10006190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 勇二 都城工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (70280500) ; 菊地 聡 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (40312665) ; 小濱 泰昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60006202)
• Keywords: 境界層 / 干渉流 / 揚力・抗力 / エアロトレイン / 小型軸流ファン / フィレット / 地面効果

Research Abstract

研究分担者の小濱らが開発中のエアロトレインのサイド翼と主翼との交叉部における流れの強い干渉を、フィレット(整形覆)を取り付けることによって緩和し、エアロトレインの空力特性を向上させることを目的として風洞実験を行い、次のことを明らかにした。
1.サイド翼と主翼との交叉部に取り付けたフィレットは、両翼面上に発達する境界層の干渉による大規模な剥離領域の形成を防ぎ、揚力を増し、抗力を減じて翼性能を大幅に向上させる。
2.揚力に関しては、フィレットの効果と地面効果を分離して評価することができる。
3.抗力に関しては、前項に述べたような明確な相関は認められなかった。
4.フィレットの最適形状は、翼の最大厚さの点から下流の、翼交叉部に近い区域における断面積の増大を流れの剥離が起きない程度に抑えた形状のものである。そのようなフィレットは翼後縁において大きな前面投影面積を有するので、そこでの急激な断面積変化を避けるために、フィレット後部を翼の後縁を越えて下流まで延ばして前面投影面積を滑らかに減少させる。
また、小型軸流ファンの性能向上を目的として次のことを行った。
1.性能試験用のダブルチャンバー式小型風洞を製作し、その特性を調べた。
2.軸流ファンのケーシング内面と羽根車羽根先端との隙間の影響を少なくすることを企図して、吸い込み側にケーシングの内径よりも小さい直径の開口を有する平板を取り付け、その直径を種々に変えて性能試験を行った。しかしながら、性能の向上には至らなかった.
3.羽根車下流に静翼を取り付けることによって、若干の性能向上を得た。

Research Products

• [Publications] 菊地聡, 太田福雄, 小濱泰昭: "エアロトレインの安定浮上走行の制御"第45回自動制御連合講演会講演論文集. 104-105 (2002)
• [Publications] 加藤琢真, 伊藤靖, 中橋和弘, 菊地聡, 小濱泰昭: "エアロトレインの空力解析について"日本流体力学会年会2002講演論文集. 108-109 (2002)