2020 Fiscal Year Research-status Report
Numerical analysis of noise suppression by asymmetric helical modes combination in a supersonic jet.
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18K03945
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
渡邊 大輔 富山大学, 学術研究部工学系, 講師 (70363033)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超音速ジェット / マッハ波 / 騒音低減 / 線形安定性解析 / DNS |
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| 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．マッハ数が増加するほど圧力変動レベルは増加し，各マッハ数においてジェットの拡散の効果が最大となる波数αが存在する．マッハ数が増加するとジェットが拡散し始める時間が遅くなる．ジェットの拡散が同程度の条件ではマッハ数M=2.0のケースが最もジェット拡散時に放出される圧力変動が小さく，マッハ数の増加に伴い，圧力変動は大きくなった．このため，高マッハ数ではヘリカルモードペアを加えることによる騒音の増加の可能性がある．
DNSと安定性解析で得られた計算結果ではM=2.0，M=3.0では拡散効果が最大となる波数αは一致するがM=2.5では誤差が生じる結果となったので誤差の原因を今後調査する必要がある．
また、異なるせん断層厚さのM=2.0の適正膨張超音速ジェットにm=±3のヘリカルモードペアを初期撹乱として加えたDNSを行い以下のことを確認した．初期振幅が同じ条件ではせん断層厚さが薄くなるとジェット中心速度の減衰開始時刻は早くなる．ジェット中心速度低下時刻を揃えた場合，せん断層厚さが薄いほど小さな初期撹乱振幅で同じ低下時刻となり，同じジェット拡散効果に対し撹乱を加えるためのエネルギーは小さくなる．ジェット中心速度低下時刻を揃えた場合，せん断層厚さによらずジェット拡散時に放射される圧力変動は同程度であった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
コロナウィルス感染拡大により、遠隔授業等の準備に時間を取られ十分な研究時間の確保が難しい状況となり、当初計画の予定を遂行することができなかった。その中で、高マッハ数のジェットにおけるヘリカルモードの増幅のマッハ数の影響ならびにこうレイノルズ数において考慮すべきせん断層厚さのの違いによるヘリカルモード増幅の影響について調査を行った。
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| 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．
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| Causes of Carryover |
コロナウィルス感染拡大に伴い、遠隔授業等の準備などにより研究時間の確保が十分にできなかったため．R3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．
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