2019 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of prediction model of multiple supersonic jets based on Advanced Measurement and High Resolution Numerical Simulations
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17H03473
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳賀 臣紀 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (30646930)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超音速噴流 / 先進流体計測 / 高解像度数値流体解析 / 空力音響 / 非定常流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実験計測に関して令和元年度は平成29年度に東北大学に導入した超音速噴流発生装置および無響室を利用して，単体および複数(2本)ノズルの超音速噴流の空力音響実験を行った．これまでに開発したシングルピクセル解像度の粒子画像速度計測アルゴリズムを粒子画像およびシュリーレンおよびシャドウグラフ画像に適用した際にそれぞれ得られる速度場の特徴を明らかにしまとめることで，実験室での風洞試験において高解像度かつ効率的な速度計測法を提案できた．この成果は論文採録決定済みである．また単一ノズルの超音速噴流に適用した結果をまとめ，レイノルズ数効果を一桁にわたり確認した．撹乱を入れないレイノルズ数10の5乗の噴流では乱流遷移が遅れるため音響波の発生の様子が大きく変わるのに対し，レイノルズ数5×10の5乗以上では，ノズル出口位置で既に発達した乱流となるためにほとんどレイノルズ数効果が現れないことがわかった．この成果も論文採録決定済みである．これらの知見を利用し，適正膨張状態の2本の超音速噴流の流体場および空力音響場の計測を行い，その様子を明らかにした．流量を固定した場合に，2本の超音速噴流の音響レベルが1本の超音速噴流の音響レベルよりも単純なモデルで3dB下がる予測からの実際の音響レベルの差異を詳細に確認した．過去の研究で提案された音響波の遮蔽モデルにより音響レベルが低下する放射角と超音速噴流同士の干渉により音響レベルが上昇する放射角の存在を明らかにし，音響波の強度・指向性のモデル化ができた．本研究課題で整備した実験装置を利用して3本以上の噴流から発生する音響波のモデル化も今後行う予定である．数値解析に関して令和元年度は，複数の超音速噴流の解析を行い,実験結果と定性的な一致を得た.数値解析でも実験からのモデル化を支持する結果が得られており，複数噴流の音響波モデルが実用に足ることがわかった．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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