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2023 Fiscal Year Annual Research Report

機能性分子センサを用いた低レイノルズ数における非定常干渉流れの解明

Research Project

Project/Area Number 22KJ0170
Allocation TypeMulti-year Fund
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

笠井 美玖  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Keywords圧縮性低レイノルズ数 / 感圧塗料 / 直列二角柱 / 密度勾配場計測
Outline of Annual Research Achievements

本課題では,希薄大気中において高速で運用する輸送機械の設計指針の提案を目指し,実験的研究によって圧縮性低レイノルズ数における物体間の非定常干渉流れの解明に挑戦した.三年目は,令和5年の4月から8月までメリーランド大学のAnya R. Jones教授が主催する研究室に滞在し,メリーランド大学に設置された曳航水槽装置を用いて,直列に並んだ2つの正方形角柱まわりの速度場計測および非定常抗力を評価した.この実験では,レイノルズ数1000から8000までの条件において,主流に対して直列に並んだ2つの正方形角柱間の無次元距離を0.5から4.5まで変えた際の非定常抗力および非定常速度場を,それぞれ,6軸力・トルクセンサと粒子画像流速測定法(PIV)によって計測した.
そして,二年目までに得られた,距離を変えた際の直列二角柱まわりの流れ場の様相の変化と空気力計測結果の関係性について考察した.さらに,過去研究で調査されてきた非圧縮条件における直列二角柱周りの,臨界間隔とレイノルズ数の関係と比較しまとめた.これまで,レイノルズ数2000周りにおいて,流れ場が不連続に変化する間隔である臨界間隔が,レイノルズ数の低下に伴い急激に短縮することが示唆されていた.本研究では,2つの正方形角柱まわり流れではレイノルズ数の低下と同様に,マッハ数の増加により臨界間隔が急激に短縮することを明らかにした.
これらの研究結果に関連し,原著論文を2報出版し,国際学会で1回発表をした.

  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] メリーランド大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      メリーランド大学
  • [Int'l Joint Research] NASA/インペリアル・カレッジ・ロンドン(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      NASA/インペリアル・カレッジ・ロンドン
  • [Journal Article] Indexes for evaluation of dynamic characteristics of pressure-sensitive paint based on pressure sensitivity and frequency response2024

    • Author(s)
      Kasai Miku、Nagata Takayuki、Nonomura Taku
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology

      Volume: 35 Pages: 065101~065101

    • DOI

      10.1088/1361-6501/ad2b41

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Base pressure fluctuations on levitated freestream-aligned circular cylinder2024

    • Author(s)
      Yokota Sho、Nagata Takayuki、Kasai Miku、Oka Yoshinori、Nonomura Taku
    • Journal Title

      Physics of Fluids

      Volume: 36 Pages: 015112-1~-19

    • DOI

      10.1063/5.0179847

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of characteristics of fast-response pressure-sensitive paint under low-pressure conditions2023

    • Author(s)
      Kasai Miku、Nagata Takayuki、Uchida Kazuki、Nonomura Taku、Asai Keisuke、Egami Yasuhiro
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology

      Volume: 34 Pages: 075103~075103

    • DOI

      10.1088/1361-6501/acc5a0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sound-source distribution in the bogie section of a train determined by simultaneous measurement by pressure-sensitive paint and a microphone2023

    • Author(s)
      Matsui Akitoshi、Kasai Miku、Sugioka Yosuke、Asai Keisuke、Nonomura Taku
    • Journal Title

      Experimental Thermal and Fluid Science

      Volume: 145 Pages: 110885~110885

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2023.110885

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Schlieren Visualization of Flow around Square Cylinders in Tandem Arrangement at a Reynolds Number 2.0×10^3 in Compressible Flows2024

    • Author(s)
      Miku Kasai, Takayuki Nagata, Keisuke Asai, Yuta Ozawa, and Taku Nonomura
    • Organizer
      The 2nd Direct in-Person Colloquium on Vortex Dominated Flows-DisCoVor 2023
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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