乱流遷移と大規模組織構造に着目した翼から生じる離散周波数騒音の発生機構解明と制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550163
• Research Institution: Toyota Technological Institute
• Principal Investigator: 田中 周治 豊田工業大学, 工学部, 教授 (40029327)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瓜田 明 豊田工業大学, 工学部, 助手 (40288551)
• Keywords: 流体騒音 / 翼 / 離散周波数騒音 / 乱流遷移 / 大規模組織構造 / 音響ホログラフィ / 位相平均法 / 音源探査

Research Abstract

本研究は,一様流中の翼から発生する離散周波数騒音の発生機構の解明を目的として,(a)翼面境界層の乱流遷移流れ,(b)境界層の局所的はく離に起因する組織性流れ,(c)翼後方領域に形成される乱流後流中の大規模組織構造等の組織性変動流れという三つの組織性変動流れに着目し,その発生機構を解明するとともに,合理的な制御法を提案することを目的としている.
本研究の研究内容と得られた主な成果は,以下のとおりである.
1.空力騒音の音源分布探査法の開発とその精度検証
翼面上に形成される音源の強さ,位置とその分布形状を高精度に計測するために,小型圧力センサーを直接,流れ中に挿入して流れ場全体の音場を計測し,近距離音響ホログラフィ法を適用して翼面上に音場を再構成する手法の開発を行い,その精度検証を行った.そして,超小型スピーカーを模擬音源とした音源探査試験によって,流れの有無にかかわらず,ほぼ1〜1.5mmの精度で音源位置を特定できることを確認した.
2.流体騒音の音響特性評価
供試翼として翼弦長200mm,翼スパン150mmのNACA0010,NACA23012,NACA65(0)10を用いて,翼から生じる離散周波数騒音の音響特性評価を行った.実験は,吹き下し風洞出口に音響透過性端板を有する測定部に供試翼を配置して行い,実験パラメータは(1)翼型(上記3種類),(2)流速(5〜25m/s),(2)迎え各(-10°〜10°)とした.そして,発生するする離散周波数騒音を精密騒音計,FFTを用いて分析し,各供試翼の騒音発生条件と騒音の周波数,レベルの関係を明らかにした.