2019 Fiscal Year Research-status Report
Numerical analysis of noise suppression by asymmetric helical modes combination in a supersonic jet.
| Project/Area Number |
18K03945
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
渡邊 大輔 富山大学, 学術研究部工学系, 講師 (70363033)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 超音速ジェット / マッハ波 / 騒音低減 / 線形安定性解析 / DNS |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
超音速ジェットから放射されるマッハ波低減を目的にM=2.0, Re=2000における超音速円形ジェットの時間発展DNSを実行し以下のことを確認した．・初期撹乱を単一速度成分のみとした場合，半径方向速度撹乱が最もヘリカルモードとしてジェットに受容されやすい．・ヘリカルモードペアをジェットに加える際，中心に向けた半径方向の吹き出しでもジェットに受容される．・ジェットから放射される圧力変動は，初期撹乱の速度成分によらず，拡散開始時刻が同じであればほぼ等しい大きさでジェットから放射される．
超音速ジェットから放射されるマッハ波低減を目的にM=1.6～2.0の超音速円形ジェットの時間発展DNSを実行し以下のことを確認した．・マッハ数の増加に伴いヘリカルモードペア増幅によるジェットの拡散効果は低下する．・マッハ数の増加に伴いヘリカルモードペア増幅に伴う拡散時にジェットから放射される圧力変動は大きくなる．・すべてのモードが超音速の位相速度となるM =2.4において，ヘリカルモード周方向波数が大きくなるにつれ位相速度が下がり，ヘリカルモードペア増幅に伴う拡散時にジェットから放射される圧力変動は小さくなる．このことは，高マッハ数においても比較的位相速度が低いヘリカルモードをジェットに加えることにより，マッハ波を低減できる可能性がある．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超音速ジェットから放射されるマッハ波低減を目的にM=2.0, Re=2000における超音速円形ジェットの時間発展DNSを実行し，ヘリカルモードペアをジェットに加える際，中心に向けた半径方向の吹き出しでもジェットに受容されることを確認し，ノズル部に複雑な速度変動を与えずにジェットの拡散効果を得られることが確認でき，また，高マッハ数のジェットに対しては，位相速度の低いヘリカルモードによりマッハ波を低減できる可能性を示唆する結果が得られたため．
|
| Strategy for Future Research Activity |
広いレイノルズ数範囲（Re=10^4～10^6）における，ヘリカルモードペア挿入によるマッハ波抑制効果をLESにより検証する．亜音速となるヘリカルモードのレイノルズ数の依存性を検証するため線形安定性解析を実行する．また，マッハ低減に対する圧縮性の影響についても高レイノルズ領域において検証を行う．
|
| Causes of Carryover |
マッハ数依存性の検証において，比較的低いレイノルズ数を対象とした結果，スーパーコンピューターの利用ノード数が当初計画より少なくとも良いと判断できたため．R2年度においては，LES実行に際し大規模な計算となる予定のため，スーパーコンピューターのノード数を多く使用する予定である．
|
