ＤＢＤプラズマアクチュエータによる平板後縁はく離流れの制御

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23560214
• Research Institution: Kagawa National College of Technology
• Principal Investigator: 上代 良文 香川高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (10321499)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 乱流

Research Abstract

本研究は，流れ場を制御するためのPlasma Actuator（PA）の誘起壁面噴流特性を明らかにしようとするものである．1年目はPAへの印加電圧・周波数を変化させ，誘起壁面噴流の最適条件を把握した．具体的には，まずPAによる壁面噴流を生成するため，木製基板上に導電銅箔テープ（幅12.7mm×厚さ0.074mm）を貼り，これを埋設電極とする．次に，電極の一端に導電性布テープ（幅10mm×厚さ0.12mm）を貼り，グランド端子とする．続いて，電極の上からカプトンテープ（幅19mm×厚さ0.1mm）を複数枚貼り，これを誘電体とする．この上から，導電銅箔テープ（幅2mm×厚さ0.074mm）を貼り，これを露出電極とする．その一端に前述の導電性布テープを貼り，高電圧側端子とする．最後に，短絡防止用にカプトンテープで上部電極の両端と背面側とをシールしてPAが完成した．　　実験には，今回導入した高電圧高周波パルス電源を上記PAに接続し，入力電圧・周波数をそれぞれ3～10kV・4～40kHzの間で変化させて，PAによって発生する壁面噴流の速度vを自作のポリイミド製ピトー管（内径0.60mm×肉厚0.06mm）によって測定し，噴流の最適条件を決定した．PAによる壁面噴流速度を考慮した1.6～4.0m/sにおいて，ピトー管の速度係数が0.98～1.00であることを，一様流れ内での検定から確認した．実験結果として，まず噴流速度の印加電圧依存性（周波数を10kHzに固定）については，6kV以上で噴流速度の増加傾向が頭打ちし，6.5Vにおいてv＝2.6m/sの噴流を得た．また，噴流速度の印加周波数依存性（電圧を4kVに固定）については，15～25kHzにおいて強いプラズマの発光とともにv＝2.8m/sの噴流が得られるが，6kHz以下と30kHz以上とでは十分な噴流は得られないことが分かった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の初年度の第一目標である，Plasma Actuator（PA）の誘起壁面噴流特性の解明を達成したため．

Strategy for Future Research Activity

PAを測定平板両面の後縁近傍に貼り付け，誘起壁面噴流の生成させ，PAによる境界層特性とはく離渦構造の変化を明らかにする．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度導入する1チャンネル熱線流速計システムを活用する．これと，既存の2チャンネル熱線流速計システムによる速度二成分の測定とを組み合わせた二点相関から，位相平均速度・位相変動強度・位相平均渦度を調べる．