2022 Fiscal Year Annual Research Report
Data-driven-science-based spatio-temporal super-resolution measurement of a large scale turbulent structure of supersonic jet
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20H00278
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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, 主任研究開発員 (30646930)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | データ駆動科学 / 超音速流 / 超時空間解像計測 / 粒子画像速度計測法 / 空力音響 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，計測に関しては昨年度に引き続き超音速自由噴流・衝突噴流の各種同時計測を行った．2つのPIVシステムやダブルパルスレーザーを利用した感圧塗料を用いて時間間隔の短い2セットのペアデータの計測を継続するとともに，背景指向型シュリーレン法利用した3次元密度場再構成(以下3D-BOS)を時間間隔の短い2セットのペアデータとして得る計測を行った．上記の計測結果に対してこれまでに本研究で構築したアルゴリズムを利用して超音速流れの再構成を行った．これらのデータをデータベース化し，それぞれに詳細な解析を行っている．
超音速自由噴流に対して，昨年度までに得られたPIVの結果から3次元速度場を再構成した結果からスクリーチなどの特徴的な現象を再構成できることを明らかにしてきたが，3D-BOSを超時空間解像した結果をさらに考察し，スクリーチ騒音発生時の流体構造の内フラッピングモードが2つのヘリカルモードの組み合わせで表現されることを明らかにした．長時間の計測結果を利用することで現象の間欠性・モードの切り替わりに関する特性も議論している．また動的モード分解をベースにカルマンフィルタを組み合わせた超時空間解像アルゴリズムを適用し乱流の大規模構造も再構成できることを明らかにしたが，この結果を詳細に解析することで先行研究で示された低周波のリフトアップ構造が観察され，フラッピングモードのスクリーチを発生させる流体構造がある場合には，フラッピングの方向とリフトアップの方向に関連があることなど，超時空間解像することで単純なモード分解ではできない異なるモード間での相互作用などを示し，流体現象の理解に貢献している．さらにマッハ数を変化させた一連の超音速噴流を超時空間解像計測することで特徴的な現象がマッハ数に伴ってどのように変化するかを明らかにしている．
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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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