| 研究概要 |
馬蹄形渦は,流体機械の翼列の翼基部に生じ,その発生は避けることが出来ない。その流動機構の解明と併せて馬蹄形渦の発生を抑制し,その発達を制御する可能性を検討することが急務である。本研究では,平板上の二次元乱流境界層にNACA0024翼を設置して,馬蹄形渦を塚り,更に,翼の上流に渦発生器を配置し,一対の縦渦を発生させる。この縦渦が馬蹄形渦の足の部分に担当する脚渦とどのように干渉するかを流れの可視化と熱線流速計の計測により明らかにすることが本研究の目的である。本研究で得られた新たな成果を以下に示す。
1.流れの可視化 3.角形翼形状を有する一対の渦発生器の配置により,一対の縦渦は下流方向に壁面から離れる上昇渦と壁面に付着しようとする下降渦に分けられる。そこで,渦発生器の配置を変えることにより正あるいは負の渦度を持つ縦渦を与え,脚渦や特異剥離点近傍の剥離渦を観察することにより縦渦の影響を明らかにすることができる。アルゴンイオンレ-ザ-光源(主要申請設備)と秒1024フレ-ムの高速度ビデオカメラ(研究室現在設備)とを組合せた長時間スモ-クワイヤ法により流れを可視化するための計測システムを構築した。但し,可視化用流路の設計製作に時間を要し,予備実験を通して計測システムは完成したが,実験に供するに至らなかったので,次年度に本項目を実施する。
2.脚渦の発達に及ぼす縦渦の影響 渦発生器の配置を変えて,上昇渦あるいは下降渦を馬蹄形渦の上流で与え,三線熱線流速計により脚渦の3方向速度成分ならびにレイノルズ応力を測定した結果,上昇渦は脚渦の発達を抑制し,翼基部に付着させ,一方,下降渦は脚渦の発達を抑制し,翼基部に付着させ,一方,下降斜は脚渦の渦度を増加させ,翼基部から離脱させることが判明した。
以上,渦発生器を用いることにより,馬蹄形渦の抑制に対する指針が得られ,剥離現象を能動的に制御する可能性を見いだすことができた。
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