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変動静圧測定によるはく離流れ中の渦挙動と流力音の関連性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15760118
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionHokkaido Institute of Technology

Principal Investigator

平元 理峰  北海道工業大学, 工学部, 助教授 (20312663)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywordsはく離せん断乱流 / 流力音 / Ribnerの膨張理論 / 変動静圧 / 渦挙動 / コヒーレンス / 音源項 / 流れの可視化 / 無響音 / 低騒音風洞 / 2重極音源 / 渦構造 / エオルス音 / 変動静圧測定 / はく離
Research Abstract

1.昨年度製作した測定室(簡易無響室)を使用して,はく離せん断乱流からの流力音と流れ中の速度ないし変動静圧の同時測定を行った正方形ノズル(100mmx100mm)の1辺に平板を接続して一様流速35m/sの壁面噴流とし,ノズル出口から20mm下流に高さ7mmの突起(フェンス)を平板上に設置してはく離せん断流をつくった.はく離せん断流からの流力音はスペクトル解析により400Hzから11kHzの範囲で発生していることが分かった音源領域を明らかにするため,流れ中の変動速度,変動静圧および流力音モデルの一つであるRibnerの膨張理論における音源項の強さ分布を調べたところ,これらの極大領域は異なる位置に存在した音源領域を特定するために,流力音とRibnerの音源項とのコヒーレンスを算出し,音源項のスペクトルとの積からCoherent Output Powerを求め,オーバーオール値の分布より流力音の発生に寄与している領域を求めた流力音の発生に寄与していると考えられる領域はフェンスの先端近傍の渦の生成領域とやや下流の渦の合体領域であることが示唆された.
2.流力音発生に寄与する渦挙動を検討するために,変動速度,変動静圧,Ribnerの音源項の極大領域におけるスペクトル解析を行った.下流に行くに従い,スペクトルが極大となる周波数は小さくなり,渦が生成・合体すると考えられる領域では,変動が強くなっていることが分かったこのことは,生成領域では初期渦の生成により高い周波数成分が2階時間微分から成るRibnerの音源項を大きくし,合体領域では合体渦による強い変動が音源項を大きくしていることを示唆している.
3.流れの可視化を行い,流力音発生に寄与する渦挙動の検討を行った.音源領域と推測された領域では,渦の生成や合体が観察された.これにより渦の生成(巻き上がり)と渦の合体が,はく離せん断層からの流力音発生機構として有力であることが示された.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2004 Other

All Journal Article (6 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] 変動圧力測定による空力音源の探査2004

    • Author(s)
      平元理峰, 豊田国昭, 古川 尚
    • Journal Title

      日本機械学会2004年度年次大会公演論文集(VII) No.04-1

      Pages: 73-74

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 噴流制御におけるボルテックスジェネレータ取付条件の検討2004

    • Author(s)
      赤澤 潤, 森 隼人, 豊田国昭, 平元理峰
    • Journal Title

      日本機械学会2004年度年次大会公演論文集(II) No.04-1

      Pages: 283-284

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 軸対称噴流中の渦輪と縦渦の干渉2004

    • Author(s)
      森 隼人, 豊田国昭, 平元理峰, 白濱芳朗
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(B) 70-697

      Pages: 27-33

    • NAID

      110004999598

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interaction of Vortex Rings and Streamwise Vortices in an Axisymmetric Jet2004

    • Author(s)
      Toyoda, K., Mori, H., Hiramoto, R.
    • Journal Title

      Proc. of The Sixth China-Japan Workshop on Turbulent Flows 1(CD-ROM)

      Pages: 1-6

    • NAID

      110004999598

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] フェンス後方はく離流の構造と空力音の関連性2004

    • Author(s)
      古川 尚, 泉 洋志, 平元理峰, 豊田国昭
    • Journal Title

      日本機会学会流体工学部門講演会講演論文集 1(CD-ROM)

      Pages: 1-4

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 渦の特性と流れ制御2004

    • Author(s)
      豊田国昭, 平元理峰
    • Journal Title

      日本機会学会流体工学部門講演会講演論文集 1(CD-ROM)

      Pages: 1-4

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Hiramoto, R., Toyoda, K., Mori.H.: "Study on Aerodynamic Sound Generation by Vortex Motions in a Circular Jet"Proc.Third International Symposium on Turbulent Shear Flow Phenomena. Vol.2. 723-728 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Mori, H., Toyoda, K., Hiramoto, R.: "Dynamics of the Streamwise Vortices in an Axisymmetric Mixing Layer"Proc.FEDSM'03,4th ASME-JSME Joint Fluids Engineering Conference. FEDSM 2003-45229. 1-6 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Hiramoto, R., Toyoda, K, Mori, H.: "Simultaneous Measurements of Velocity and Fluctuating Static Pressure in a Circular Jet"Proc.FEDSM'03,4th ASME-JSME Joint Fluids Engineering Conference. FEDSM 2003-45612. 1-6 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 平元理峰, 豊田国昭, 河原考司, 森 隼人: "噴流における乱流エネルギーの圧力輸送に関する考察"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集(II). No.03-1. 179-180 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Hiramoto, R., Higuchi, H.: "Vortex shedding behind a nonparallel pair of circular cylinders"J.Fluids and Structures. 18. 131-143 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 古川 尚, 平元理峰, 豊田国昭: "簡易無響室における空力音の実験的研究"日本冷凍空調学会北日本地区事業推進委員会第5回研究成果講演会講演論文集. 1. 16-18 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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