2020 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of origin of Attached-Eddy in a boundary layer using significant slow transition
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17K06147
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
前川 博 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特命教授 (90145459)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 大輔 富山大学, 学術研究部工学系, 講師 (70363033)
井上 洋平 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (40397625)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 乱流遷移 / 空力音響 / 乱流境界層 / Eddy構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平板及び小さな前方段差がある亜音速乱流境界層から発生する音波に関して，その音波発生機構を明らかにした．平板上に発達する乱流境界層中に様々な渦構造が発生するが，その外層部に出現する構造の移流によって，ゆっくりとした圧力変動が発生することが明らかになった．研究課題のAttached-Eddyのモデルで説明すると，出現頻度が小さな大スケールのDettached-Eddyにおける圧力変動が主流に伝播して遠方にLine－Sourceのように距離の平方根に比例することを示した．小さな段差が設定された平板上に発達する境界層においては，段差の前方には微弱な衝撃波上の急峻な勾配を持つ圧力変動が発生し，段差前方に剥離渦が形成されるため，微弱角衝撃波と剥離渦(低圧力渦）が干渉することが明らかになった．衝撃波変動は極めてゆっくりであるため，音波の低周波圧力変動成分は微弱衝撃波と段差前方渦の干渉が音響場低周波変動において本質的であることを明らかにした．一方，段差前方及び上部に剥離抱が形成されるため，段差固体面上に圧力変動が形成されることが音源になることを明らかにした．段差壁面圧力変動は壁面力の変動(1階微分）が音響源となり，音響源の変動周波数に対応する境界層外部への音響場を高解像度シミュレーションで直接観察した．段差高さが壁スケールｙ＋＞６０になると，微弱衝撃波の振動によって，低周波帯における音響場は極めておおきくなり，段差を音源とする音響場は高周波帯の音響場が発生することが明らかになった．これらは工学的に重要な知見である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナウイルス感染拡大の影響で研究の進展が遅れている．実証実験が大学実験室で行う予定であったが感染懸念の影響で進んでいない．
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナウイルス感染がほぼ収束する状況を待って実証実験研究を再開する．また，理論解析を進めて投稿原稿を完成させ投稿する予定である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染拡大の影響で研究の進展が十分でなく論文掲載料と消耗品物品以外ほとんど使用しなかったため．
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