2007 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 Tohoku University, 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, 准教授 (90333856)
井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
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| Keywords | 流体 / 流体工学 |
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| Research Abstract |
本研究が目的とするのは,流れ場から発生する空力騒音を低減させるために、流れ場を効率よく能動的に制御することのできるデバイスを開発することである.
撹乱に対する受容性の最も高いキャビティ上流端に設けたスリットからシンセティックジェットを吹き出す方法によりスパン方向の位相を制御することで,キャビティ音の低減を試みた.まずスピーカーと共鳴器からなる制御ユニットを試作し,その効果の検証を行ったところ,共鳴箱の長さが音波の半波長の場合に共鳴効果が得られ,圧力変動の腹の位置にスロットがある場合に強いジェットが発生できることがわかった.この制御ユニットでは印加する音波の周波数を調整することで,特定の周波数を持つキャビティ音を効率的に低減することができた.また,さらなる高効率化を図るため,自励振動流体デバイスであるフルイディクスを利用した制御システム(変動励起ユニット)を構築し,キャビティ音の抑制を行った.フルイディクスに導入する流量を調整することで自励振動の周波数を変化させることができるため,この制御システムもまたキャビティ音が有する特定の周波数に併せて選択的に制御を行うことができる.この制御システムにより,層流の場合のみならず,乱流の場合に発生するキャビティ音も抑制することに成功した.いずれの制御の場合も,その騒音低減効果はせん断層を上方に持ち上げることで下流端への衝突頻度を減らすというシンセティックジェット自身によるせん断層偏向効果ではなく,スパン方向にジェットの位相を制御した結果であることを確認した.
本研究によって考案された制御システムを用いた効率的なキャビティ音抑制法は世界的に見ても前例がなく,実際に得られた抑制効果も大きいため,非常に重要な意義を持つと自己評価している.
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