2023 Fiscal Year Research-status Report
Numerical Analysis of Noise Reduction of Supersonic Jet by Micro Disturbance Using Beat Phenomena between Unstable Waves
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22K03902
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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) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 |
本年度は異なる振動数のヘリカルモードを組み合わせた流入撹乱のみを上流から与えた超音速ジェットのシミュレーション実行し、うなりによるジェット渦構造の軸対称性の崩れに対する振動数の差の影響の調査を行った。このシミュレーションでは、計算結果の乱流モデルによる影響を避けるため、DNSが実行可能な低レイノルズ数領域（Re_d<5000）を対象としM=2.0のジェットについて調べた。第三ヘリカルモードペアの特性を調べるため，M=2.0, Re_r=2000における超音速円形ジェットにヘリカルモード間に2%の振動数差を与えたDNSを実行し以下のことを確認した。
・ジェットに加えた互いのヘリカルモードペアに振動数差を与えると、下流にねじれた渦構造示すとともに中心速度の低下が抑制され、この傾向は振動数差が大きくなると顕著となる。
・また、ジェット音響場においては，振動数差が大きくなるとジェットから放射される圧力変動が大きくなる傾向を示し，この傾向も同様に振動数差が大きくなるとともに顕著となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
理由
2022年度使用を予定していた東京大学のスーパーコンピューターシステムの更新があり、解析用シミュレーションコードのチューニングに時間がかかり研究計画より遅れが生じたことが影響し、それに伴い2023年度にも遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き第一段階で予定していた異なる振動数のヘリカルモードを組み合わせた流入撹乱のみを上流から与えた超音速ジェットのシミュレーションの実行およびうなりによるジェット渦構造の軸対称性の崩れに対する振動数の差の影響を調査する．今年度はさらに、異なる周方向波数のヘリカルモードの組み合わせについても着目し同様に調査を行う。また，第二段階として，乱流ジェットを模擬したランダム撹乱のみのシミュレーションと、ランダム撹乱に異なる振動数・周方向波数のヘリカルモードを組み合わせた撹乱を加えたシミュレーションを実行し比較することにより，ジェットから放射されるマッハ波の低減効果を調査する。このとき、マッハ波低減効果の高いヘリカルモード間の振動数差（または周方向波数の組み合わせ）およびヘリカルモードの振幅を探る。
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| Causes of Carryover |
2022年度に使用を予定していた東京大学情報基盤センターのスーパーコンピューターの入れ替えがあり、解析に用いるプログラムの並列化等のチューニングに手間取ったため、研究計画に遅れが生じ、後処理で用いる高速計算機（科学技術計算向けワークステーション）の購入を2024年度に見送った。
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