| 研究課題/領域番号 |
08455086
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
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| 研究分担者 |
服部 裕司 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (70261469)
据 詒光 (じゅ 詒光) 東北大学, 工学部, 講師 (60261468)
佐宗 章弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (40215752)
福西 祐 東北大学, 工学部, 助教授 (60189967)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
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| キーワード | 流体音 / 渦 / 衝撃波 / 熱 / 相互作用 / 制御 / 渦制御 / 新幹線騒音 / トンネル騒音 / ヘリコプタ騒音 / 燃焼流 / 乱流 / 音波 |
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| 研究概要 |
井上は、衝撃波と単一の渦が干渉することにより発生する音を、ナビエ・ストークスの式を高精度(空間6次精度、時間4次精度)の計算コードを用いて解くことにより調べ、(1)干渉によりプリカーサと呼ばれる音に続いて第2・第3の音波が発生すること、(2)発生する音場は4重極といわれる特性を有すること、(3)発生する音の強さが衝撃波の強さ及び渦の強さに依存することなどを明らかにした。さらに、本計算方法を衝撃波が対の渦と干渉する場合に拡張し、対の渦の進行方向が衝撃波の進行方向と同じであるか否かにより発生する音の数及び音場の極性が大きく異なることなどを明らかにした。井上はまた、ヘリコプタ・ロータまわりの圧縮性流れ場を計算し、徳にヘリコプタが渦輪状態及びオートローテーション状態にある場合の流れ場の構造を初めて明らかにすると共に、音の発生がヘリコプタ・ロータと翼端渦の干渉に大きく依存していることを明らかにした。福西は、乱流境界層に音波を加え、表面粗さのある場合とない場合の各々について渦の挙動を調べることにより、表面粗さと音波の相乗効果を利用することにより乱流境界層を励起しうることを実験的に明らかにした。佐宗は、新幹線がトンネルに突入する際にトンネル出口で音が発生するメカニズムを実験的に調べ、騒音軽減のためには新幹線が作り出す衝撃波を弱める必要があることを明らかにし、そのための方策の一つを提案した。〓は、水素と空気の予混合気体と衝撃波が干渉する流れ場を二次元ナビエ・ストークスコードを用いて解析し、予混合気体が燃焼している場合と反応を生じない場合のいづれの場合にも、いわゆるリヒトマイヤ・メシュコフ不安定性が渦の発生、従って音の発生に非常に重要な役割を示すことを明らかにした。服部は、二つの渦輪が正面衝突する場合の流れ場を、二つの渦輪の強さが等しい場合と異なる場合について各々高精度の計算コードを用いて数値的に調べ、強さが等しい場合には(1)2つの音波が発生すること、(2)2つの音波はいずれも4重極性を有するがその極性は互いに逆であること、又強さが異なる場合には、(1)音波が4つ発生すること、(2)音波の伝搬方向は2つの渦輪の強さの違いに依存すること、などを明らかにした。服部はまた井上とともに、2つの渦輪が斜め衝突する場合の計算コードを開発し、渦度場と音場の関連についての知見を得た。
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