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2017 年度 実績報告書

超音速衝突噴流から生じる音響波の発生メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J08627
研究機関東京大学

研究代表者

赤嶺 政仁  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
キーワードジェットノイズ / 音源可視化 / 条件付抽出解析 / 音響波発生機構
研究実績の概要

本研究の目的は,超音速衝突噴流とよばれる流れ(固体壁面へ衝突する超音速の流れ)から非常に強い音が発生するメカニズムを明らかにすることである.この音は,ロケット打上げ時に問題となる騒音振動の主要因の一つであり,その低減手法確立に本研究の理解が役立つと期待される.昨年度までに,音の生じ方を従来よりも詳細に観察できる「シュリーレン可視化動画の条件付抽出解析」という手法を提案し,これを用いることで,最も単純な固体壁面である斜め平板に関して,その位置や角度による音の生じ方の違いを詳しく調べた.本年度は,斜め平板の角度による音の生じ方の違いを元に発生メカニズムを明らかにし,それを踏まえて幅広い条件の音の生じ方を説明することを計画し,次の研究実績を得た.
1. 昨年度明らかにした「斜め平板の位置による音の生じ方の違い」についての論文を取りまとめ,国際論文誌AIAA Journalに投稿し,査読を経て掲載決定に至った.このことから,昨年度までの研究実績については,その重要性が広く認められたと言える.
2. 「斜め平板の角度による音の生じ方の違い」についてより詳細な実験計測を行い,その違いが,流れの衝突でできる「衝撃波」の現れ方と相関を示すことを明らかにした.さらに,提案手法による抽出結果から,流れの「大規模乱流構造」が音の発生に関わっていることも示された.これらのことから「衝撃波と大規模乱流構造の干渉」というメカニズムによって音が生じていることが示唆された.このような実験結果は本研究ではじめて得られたものであることから意義は大きい.
3. 前項までに示唆された音の発生メカニズムによって,斜め平板の位置や角度のより幅広い条件における音の生じ方についても説明ができることを確認した.これによって,超音速衝突噴流における音の発生メカニズムを明らかにするという本研究の目的はおおむね達成できたと考えられる.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

第27回(2017年度)日本航空宇宙学会奨励賞受賞(2018年4月20日に第49期日本航空宇宙学会年会講演会において受賞記念講演)
受賞対象:Akamine et al., Trans. JSASS, Vol.59, No.5, pp.287-294, 2016.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Brigham Young University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Brigham Young University
  • [雑誌論文] 斜め平板に衝突する超音速噴流と渦の干渉から生じる音響現象2018

    • 著者名/発表者名
      今野 千尋、寺本 進、赤嶺 政仁、岡本 光司
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 66 ページ: 24~30

    • DOI

      10.2322/jjsass.66.24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Nozzle-Plate Distance on Acoustic Phenomena from Supersonic Impinging Jet2018

    • 著者名/発表者名
      Akamine Masahito、Okamoto Koji、Gee Kent L.、Neilsen Tracianne B.、Teramoto Susumu、Okunuki Takeo、Tsutsumi Seiji
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2514/1.J056504

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Laser Optical Measurement of Acoustic Phenomena of a Supersonic Jet Using 2-D Position Sensitive Detector2018

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu Kazuya、Akamine Masahito、Okamoto Koji、Teramoto Susumu
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Level-educed Wavepacket Representation of Mach 1.8 Laboratory-Scale Jet Noise2017

    • 著者名/発表者名
      Neilsen Tracianne B.、Vaughn Aaron B.、Gee Kent L.、Akamine Masahito、Okamoto Koji、Teramoto Susumu、Tsutsumi Seiji
    • 学会等名
      23rd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Supersonic Laboratory-Scale Jet Noise with Vector Acoustic Intensity2017

    • 著者名/発表者名
      Gee Kent L.、Akamine Masahito、Okamoto Koji、Neilsen Tracianne B.、Cook Mylan R.、Tsutsumi Seiji、Teramoto Susumu、Okunuki Takeo
    • 学会等名
      23rd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study of plate-angle effects on acoustic phenomena from a supersonic jet impinging on an inclined flat plate2017

    • 著者名/発表者名
      Akamine Masahito、Okamoto Koji、Teramoto Susumu、Tsutsumi Seiji
    • 学会等名
      174th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 国際学会
  • [学会発表] Calculating the frequency-dependent apparent source location using peak cross-correlation between near-field and far-field microphone arrays2017

    • 著者名/発表者名
      Ward Jacob A.、Swift S. Hales、Gee Kent L.、Neilsen Tracianne B.、Okamoto Koji、Akamine Masahito
    • 学会等名
      174th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 国際学会
  • [備考] Google Scholar プロフィール

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=Uy0Luz8AAAAJ

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公開日: 2023-12-25  

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