2016 Fiscal Year Annual Research Report
An Empirical Study on the Strategic Improvement of Aerodynamic Performance for Practical Bluff Bodies Based on the Unsteady Aerodynamics
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26289033
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
坪倉 誠 神戸大学, その他の研究科, 教授 (40313366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 卓司 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40444707)
大西 慶治 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (90650036)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 空気力学 / 車両空力 / ラージエディシミュレーション / シミュレーション工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、今まで実施した(1)実用ブラフボディ周りの渦の相互作用とそれに誘起される非定常境界層剥離メカニズムの解明、（2）非定常空力に着目した抵抗低減戦略の提案、（3）微小車両姿勢変化時の空力安定性評価手法の開発と流れメカニズムの解明、及び主に昨年度実施した(4)履歴効果を伴う非線形空力入力時の安定性評価手法の開発と流れメカニズムの解明を受けて、以下の課題に取り組んだ。
急な車体姿勢の変化や追い越し・すれ違い、横風突風が車体に作用した場合、車両周辺の気流が急激に変化し、翼失速に類した過渡特性や履歴効果が発生する。このようなケースは実際の車両走行時にしばしば遭遇し、操舵安定性のみならず走行安全性に大きく影響を与えるが、（3）の空力微係数法の適用が不可能な流れ場である。ここでは特に、「横風突風」を対象として大規模LES解析を実施し、車体表面からの突発的な境界層剥離とそれに伴う縦渦の非定常変動に着目し、特に車両の走行安全性に寄与する空力ピッチ・ヨーモーメントの変動との関係を明らかにした。より精密な安全性評価のために、ここではドライバーの操舵応答も考慮した気流と車両6自由度運動の連成解析を実施した。
以上、（1）～（4）の知見を集約することで、車体の空気抵抗や車両運動安定性に寄与する縦渦や、境界層剥離とそれに伴う剥離渦の相互関係が理解できた。この知見を用いて、簡易セダン形状に対して、微小な表面形状変化により流れ構造を最適化し、抵抗低減と運動性能向上を両立した総合空力性能向上手法を提案した。この実証の一つとして、プラズマアクチュエータの数理モデルを開発した数値解析に導入し、能動制御の可能性を探った。具体的には、セダン形状車体の後端部にプラズマアクチュエータを仮想的に実装し、主に誘導抵抗の主要因となる後端部から発生する後引き渦を能動的に制御することで抵抗低減と操安性確保の両立を実証した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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