2005 Fiscal Year Annual Research Report
キャビティ音制御をめざし乱流中に強い変動を導入する装置の開発
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16360087
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福西 祐 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60189967)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊澤 精一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90333856)
井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
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| Keywords | ピエゾ素子 / 空力音 / キャビティ / 流れの制御 / 数値シミュレーション |
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| Research Abstract |
流れがはく離するキャビティ上流端は、撹乱に対する受容性が最も高い。そのような位置にピエゾブレードを取り付け、そこから周期変動を導入することで、流れ方向に同じ周期をもちながらスパン方向には位相の異なる流れ場を作り出すことができる。これまでの実験から、このような変動パターンによってスパン方向に隣接する位置から位相の異なる空力音を発生させることで、遠方場においてそれらがお互いに打ち消し合って全体として発生音を低減させる効果があることがわかっている。昨年度は、ピエゾ素子を貼り付けたT字型のプレートを複数用意し、ピエゾの駆動周波数にプレートの共振周波数を一致させ、さらに大きな変動を導入することを試み、その結果アクチュエータの固有振動数が制御対象のキャビティ音の支配周波数に等しくなると、騒音低減効果が大きく増加することを確認した。しかしながら、この方法ではアクチュエータの性能に限界があることも明らかとなった。今年度はより強い変動を導入することを目標にスピーカーと共鳴箱を利用し、共鳴箱の中で強い変動を一旦作成し、片端に空けたスリットからジェットを吹き出すことで強い変動を作り出す制御器を作成した。そしてキャビティ上流端並びに下流端から強い速度変動を導入する実験を行った。その結果キャビティ上流端から変動を導入した場合、スパン方向に位相をずらすことで効果的な騒音抑制ができることが明らかとなった。一方キャビティ下流端から変動を導入した場合にはスパン方向に位相をずらす制御では騒音抑制効果は見られず、同位相で変動を導入し、周波数を少しずらす制御が効果的であることがわかった。共鳴箱の中のスピーカーの位置を変えた実験を行った結果、上記実験では共鳴効果を十分に生かし切れていないことが判明した。さらに共鳴箱の長さは当初考えていた音波の半波長ではなく、音波の波長の整数倍にした方が高調波の発生が抑えられ望ましいという結果が得られた。
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