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はく離の前兆捕捉による非定常はく離流れのインターアクティブ制御

研究課題

研究課題/領域番号 11305016
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関北海道大学

研究代表者

望月 修 (2001)  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50157830)

木谷 勝 (1999-2000)  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50001160)

研究分担者 木谷 勝  釧路工業高等専門学校, 校長 (50001160)
石川 仁  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90311521)
早川 道雄  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80002038)
望月 修  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50157830)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
42,070千円 (直接経費: 40,300千円、間接経費: 1,770千円)
2001年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2000年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
1999年度: 22,600千円 (直接経費: 22,600千円)
キーワードはく離 / 非定常 / インターアクティブ制御 / 前兆 / せん断層 / 後流 / 渦輪 / ピッチング翼 / ピーチング翼 / ピッチンブ翼 / うず輪
研究概要

本研究は,翼まわりの非定常はく離流れをインターアクティブ能動制御によって抑制することを目的としている.はく離の前兆の検出,これに対応するアクチュエータの作動,流れ場の診断を含むシステムの構築によって実現することを目指している.
本研究の特色は,インターアクティブ制御である.その核心は,流れ場の情報をはく離制御に反映させるところにある.特に,非定常はく離の前兆を捕らえようとする点が独創的である.インターアクティブ制御の概念は,MEMSによる乱流境界層の制御で提出されたものである.しかし,これを非定常はく離流れの制御に適用した研究はない.平成11年度において非定常はく離の前兆の捕捉を行った一適切な前兆信号および前兆信号の発生時点と大規模はく離の発生時点までの余裕時間を求めた.不規則なピッチング運動を行う2次元翼の非定常はく離流れの数値シミュレーションを行い,負圧面上の圧力変動,速度変動,せん断応力変動を調べた.平成12年度においてアクチュエータに要求される特性を明らかにした.はく離の抑制に必要なアクチュエータの特性,とくに発生すべきエネルギー,作動の時定数,作動時間,設置位置などを検討した.平成13年度において非定常はく離のインターアクティブ制御を行った.大規模なはく離が抑制される迎角の範囲,ピッチング速度,注入エネルギなどを明らかにした.
以上の結果,これまでの能動制御よりも注入エネルギーの小さいはく離制御を実現できる可能性を示した.また,非定常はく離の前兆信号の発生機構を明らかにし,その捕捉方法を確立することができた.前兆検出時点から大規模はく離発生までの余裕時間を求め,アクチュエータの時定数,出力エネルギーなどの流体力学的特性を明らかにすることができた.

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] 鈴木 紳由, 望月 修, 大谷 勝: "渦輪の打込みによるはく離の遠隔制御"日本機械学会論文集(B編). 65-632. 1332-1338 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Abe, M.Kiya, O.Mochizuki: "Low-Frequency Lniteadines in Turbnlert elliptic wakes"Int. Journal of JSME, Series B. 42-3. 349-354 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 望月 修, 木谷 勝, 黒畑 清: "はく離直前に現れる不安定波動"流体力学会誌「流れ」. 18-6. 391-393 (1999)

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  • [文献書誌] 上村 覚, 望月 修, 木谷 勝, 石川 仁: "はく離抑制のための吸い込み制御の最適化"日本機械学会論文集(B編). 66-650. 2593-2598 (2000)

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  • [文献書誌] 森島 隆二, 早川 道雄, 飯田 誠一: "平面噴流の発達に及ぼす用期かく乱の効果"日本機械学会論文集(B編). 66-647. 1719-1726 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 望月 修, 石川 仁, 三浦 哲晋, 貴家 伸尋, 木谷 勝: "はく離の前兆"日本機械学会論文集(B編). 67-661. 1-8 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Abe, M. Kiya, O. Mochizuki: "Low-Frequency Unsteadiness in Turbulent Elliptic Wakes"Int. Journal of JSME, Series B.. 42(3). 349-354 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hayakawa: "Similarity of Velocity-Defect Profile in Turbulent Boundary Layer"Nagare. 18. 171-179 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Mochizuki, H. Ishikawa, T. Ohkubo, M. Kiya: "Feedback Control of Transient Noise due to Unsteady Separation"Proceedings of 6^<th> AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference and Exhibit. AIAA 2000-1932. 1-6 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kiya, O. Mochizuki, H. Ishikawa: "Interaction between Vortex Rings and a Separated Shear Layer: Towards Active Control of Separation Zones"IUTAM Symposium on Bluff Body Wakes and Vortex- Induced Vibrations. 1-2 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kiya, O. Mochizuki, H. Ishikawa: "Challenging Issues in Separated and Complex Turbulent Flows"Proceedings of the 10^<th> International Conference on Laser Techniques. 1-13 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Morishima, M. Hyakawa, S. Iida: "Effect of Periodic Disturbances on the Development of a Planar Jet"JSME Series B.. 66(647). 1719-1729 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Uemura, O. Mochizuki, H. Ishikawa, M. Kiya: "Optimizing of Suction Required for Suppression of Separation"JSME Series B.. 66(650). 2593-2598 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ishikawa, D. Kudo, M. Kiya, O. Mochizuki, Z. Zheng: "Aerodynamic Characteristics of a Flat-Plate Wing with Leading Edge Serrations"JSME Series B.. 67(655). 680-687 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 0. Mochizuki, M. Kiya, S. Kumano: "Appropriate Timing to Start Suppressing a Dynamic Stall"Int. Journal of JSME, Series B.. 44(2). 188-194 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kiya, O. Mochizuki, H. Ishikawa: "Interaction between Vortex Rings and a Separated Shear Layer: Towards active control of separation zones"Journal of Fluids and Structure. 15. 399-413 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Mochizuki, T. Ohokubo, H. Ishikawa, M. Kiya: "Reduction of Separation Noise by Using as Imaginary Control-Device"JSME Series B. 67(659). 1734-1741 (2001)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Mochizuki, H. Ishikawa, N. Miura, N. Sasuga, M. Kiya: "Precursor of Separation"JSME Series B.. 67(661). 1-8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Mochizuki, H. Ishikawa, T. Ohkubo, M. Kiya: "Simulation of a Reactive Control Unit for Reduction of Aerodynamic Noise due to Unsteady Separation"Proceedings of 4^<th> Pacific International Coference on Aerospace Science and Technology. 113-118 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Mochizuki, H. Ishikawa, M. Kiya: "Improvement of a stalled-diffuser performance by a turbulent wake"Proceedings of 5^<th> World Conference on Experimental Heart Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. 24-28 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ishikawa, O. Mochizuki, M. Kiya: "Vortex ring interacting with shear-layer vortices"Proceedings of The Second Conference on Vortex Methods. (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ishikawa, T. Ohkubo, O. Mochizuki, S. Sato: "Effect of a trailing edge cavity on airfoil performance"Proceedings of The First International Symposium on Advanced Fluid Information. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石川仁, 工藤大輔, 木谷勝, 望月修, 鄭志明: "前縁セレーションによる手抜翼の性態改善と流れ特性"日本機械学会論文集(B編). 67-655. 680-687 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] O.Mochizuki, M.Kiya, S.Kumano: "Appropriate Timing to Start Suppressing a Dynamic Stall"Int. J. of JSME, series B. 44-2. 188-194 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kiya, O.Mochizuki, H.Ishikawa: "Interaction between Vortex Rings and Separated show Layer"J. Fluids and Stracture. 15. 399-413 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 望月 修, 大窪 智行, 石川 仁, 木谷 勝: "仮想的制意デバイスによるはく離強度の低域制御"日本機械学会論文(B編). 67-659. 1734-1741 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 望月 修, 石川仁, 三浦 哲晋, 豊家 伸尋, 木谷 勝: "はく離の前兆"日本機械学会論文集(B編). 67-661. 1-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 熊野哲,望月修,木谷勝: "動的はく離制御開始の最適タイミング"日本機械学会論文集(B編). 65-638. 3380-3385 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 望月修,木谷勝,里畑清: "はく離直前に現われる不安定波動"流体力学会誌「ながれ」. 18-6. 391-393 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 木谷勝,石川仁,望月修: "3次元ブラフ・ボラィIPDダイナミクス"日本国工学会誌. 83. 11-18 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] O.Mochizuki, H.Ishikawa T.Ohknbo, M.Kiya: "Feed back Control of Transient Noise due to Unsteading Separation"AIAA Paper 2000-1932. 1-6 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Abe, Y., Kiya, M., Mochizuki, O.: "Low-Frequency Unsteadiness in Turbulent Elliptic Wakes"Int. J. of JSME, Series B. 42(3). 349-354 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 紳由,望月修,木谷勝: "渦輪の打込みによるはく離の遠隔制御"日本機械学会論文集(B編). 65,632. 1332-1338 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kiya, M., Mochizuki, O., Suzuki, N.: "Separation Control by Vortex Projectiles"AIAA Paper 99-3400. 1-12 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kiya, M., Mochizuki, O., Kudo, D.: "Active Control of Turbulent Separated Flows"ASME Paper FEDSM99-6956. 1-9 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kiya, M., Abe, Y., Mochizuki, O.: "Vortex Shedding Characteristics and Low Frequency Unsteadiness in Elliptic wakes"ASME Paper FEDSM99-6975. 1-8 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mochizuki, O., Kiya, M., Suzuki, N.: "A Localized Suppression of a Separated Shear Layer by Vortex Rings"ASME Paper FEDSM99-6947. 1-5 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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