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研究成果の概要
平成7・8年度を通して、本研究内容は主流中で生成される定常でスパン方向に周期的な縦渦列(5種類の条件)と乱流境界層との干渉場を明らかにすることである。そのため、(1)乱流量の計測から縦渦列の経路を調べ、空間変動機構を明らかにする、(2)導入する縦渦列を空間増幅形の撹乱としてとらえ、縦渦列が境界層に進入するエントレインメント過程と検査体積積分渦度輸送方程式の評価から渦列の安定・不安定とエネルギーの輸送過程との関係を明らかにする、の2点に興味を絞っている。
以下に得られた結果を挙げておく。
(1)縦渦列のスパン方向間隔L/S(L:翼素のスパン方向間隔、S:翼素幅)は、乱流場の空間変動機構を規定する。すなわち、L/S<1の場合、乱流場は不規則変化を示し、一方L/S≧1の場合、乱流場は規則的であるが著しい空間変化を示す。
(2)間欠係数分布及び発生周波数の解析から、L/Sの値による乱流場の安定・不安定の問題は、縦渦列が乱流境界層に進入するプロセスにおける揺動及び経路変動と密接な関係があることが分かった。
(3)検査体積積分過度輸送方程式の各項の評価から、L/S<1の場合、縦渦列の挙動が不安定で対流項及びストレッチ項は著しい変化を示すことが分かった。一方L/S≧1の場合、縦渦列の挙動は安定して周期性を示しており、対流項及びストレッチ項は緩やかな変化を示す。
(4)縦渦列の強度が初期値の5%に減少すると、L/S<1の場合、縦渦列の経路は急変化を示すが、L/S≧1の場合、リバウンド現象及び渦軸の変換が生じる。
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