| 研究課題/領域番号 |
05452148
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
木谷 勝 北海道大学, 工学部, 教授 (50001160)
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| 研究分担者 |
井門 康司 北海道大学, 工学部, 助手 (40221775)
望月 修 北海道大学, 工学部, 助教授 (50157830)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1994年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1993年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
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| キーワード | せん断乱流 / 剥離 / 再付着 / 制御 / 能動制御 / 正弦波攪乱 / はく離泡 / はく離せん断層 / はく離流れ / 乱流はく離泡 / 周期的攪乱 / 乱流 / 鈍頭物体 |
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| 研究概要 |
半無限円柱の直角に切り落された前縁に形成される剥離再付着流れ(剥離泡)を、単一周波数および二つの周波数を含む正弦波攪乱によって能動的に制御する方法を研究した。単一周波数の攪乱に対する主な結果は次のとおりである。
(1)剥離泡の再付着長さが極小値をとる攪乱周波数がある。この攪乱周波数(最適周波数)および再付着長さの極小値を説明できる理論モデルを構築した。
(2)攪乱振幅が主流速度の14%以上になると、攪乱周波数のある範囲で剥離泡をほぼ消滅させることができる。この結果は航空機翼やターボ機械の翼列翼の能動的な剥離制御に対する重要な知見である。
(3)剥離泡はフィードバック機構によって維持される自励発振流れである。
(4)最適周波数をもつ攪乱を与えたときの剥離泡内の3次元渦構造を、周方向の多数の点における速度変動の相互相関測定および流れの可視化によって明らかした。これにより攪乱周波数と振幅の変化に対する大規模渦構造の周方向相関長さの変化を明らかにした。
二つの周波数成分をもつ攪乱(バイモーダル攪乱)に対する結果は次のとおりである。
(5)単一周波数攪乱における最適周波数とその2倍の周波数を組み合わせたとき、再付着長さは両者の位相差が0のとき極小値をとり、位相差がπのとき極大値をとる。この結果を自由混合層のバイモーダル攪乱に対する応答に関する従来の研究結果にもとづいて解明した。
(6)主流速度の10%以上の攪乱振幅においては、バイモーダル攪乱の効果は単一周波数攪乱のそれと同程度である。
このほか、数値解析法による能動制御のシミュレーションおよびフィードバック制御の実施に対する重要な新知見がえられた。
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