2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study on reduction of airfoil friction-drag and noise by control of turbulent structures in transitional and turbulent regions
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19H02350
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
淺井 雅人 東京都立大学, システムデザイン研究科, 客員教授 (00117988)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲澤 歩 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (70404936)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 航空宇宙工学 / 乱流 / 乱流遷移 / 空力音 / 抵抗低減 / リブレット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リブレットを航空機に適用するときに重要となる，流れの方向とリブレットのなす角（ヨー角）が抵抗低減率と乱流組織構造に及ぼす影響を30度の台形溝リブレットに対して乱流チャネル風洞で実験的に調べ，ヨー角が10度を超えると抵抗低減率が減少し，15度になると抵抗低減効果がほぼなくなることが見出された．一方，乱流組織構造に対する影響はヨー角15度の場合でも顕著な違いはなく，リブレット近傍の速度分布の見かけの原点がヨー角がしきい値を越えるとリブレット先端に移り，これはリブレット先端での剥離による圧力抵抗の増加が抵抗低減効果の消失をもたらすことが確認された．成果は国際航空科学会議で発表された．
層流境界層中に壁面のわずかな段差や孤立粗度があれば，それが起点となり前縁との間で音響フィードバックループが形成され，翼後縁ノイズと同様のトーナルノイズが発生する．この層流域でのラフネスによる音響フィードバック機構に関する研究に取り組み，境界層板前縁の受容性係数（音響外乱と励起されるT-S波動の振幅比）を数値シミュレーションにより求める方法を確立し，その結果と安定性解析を用いてフィードバックループの素過程を解析し，従来のフィードバックモデルの修正を行った．成果の一部は欧州流体力学会議で発表された．
波状壁がTS不安定に及ぼす影響について直接計算（DNS）と放物型安定性解析（PSE）により調べた結果，境界層厚さの7%程度の波打ちは臨界レイノルズ数を約20%減じることが示された．また，壁面形状変化による残留距離はTS波長の約4倍程度と，チャネル流の場合の1/5に留まることもわかった．成果は，学術論文誌に公表された．
また，ラフネス効果が顕著に表れる高レイノルズ数後退翼上の境界層遷移の観察結果を解析した．成果はアジア太平洋航空宇宙技術国際シンポジウムで発表された．
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
