| 研究概要 |
本研究では,急操舵時の舵など過渡状態における翼機構の性能に着目し,急激な迎角変化に対しても,安定かつ高い揚力を発揮する翼機構の実現に向けた研究を実施した.具体的には,一定迎角の静的状態で翼性能を向上させる翼面付加物が過渡状態で発揮する効果とその原因を解明し,過渡状態における高性能翼機構実現の基礎となる知見を得た.本年度は,昨年度構築した過渡状態の翼性能評価手法を用い,実験計測と数値解析の両面から過渡状態における翼機構について,付加物による発生流体力の変化とその要因となる流体力学的メカニズムを明らかにした.
実験計測では昨年度に引き続き大型回流水槽を用い,迎角が様々な周期で正弦振動する動的状態の翼機構において,瘤状突起形状に代表される各種翼面付加物がその翼性能に与える効果を検証した.また,昨年度用いたアスペクト比の異なる翼模型に加えて,翼厚の異なる翼模型を導入し,翼本体形状と付加物形状の相互関係が流体力学特性に与える影響についても調査した.これらの計測結果から,翼の運動条件,付加物形状,翼本体形状のそれぞれのパラメータが,過渡状態の翼機構性能に与える影響を明らかにした.
数値解析に関しては,ALE法による移動格子法を用いた数値解析により,迎角が正弦振動する動的状態の矩形翼について,翼周り乱流場のラージエディシミュレーションを実施した.付加物の有無による過渡的流体力特性の変化等について,実験計測結果と比較し,数値予測の妥当性を評価するとともに,動的状態における翼周囲の流動現象ならびに過渡的現象に対して付加物が与える影響を解明した.
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