空力ガスト応答評価のための圧力時空間相関の機構解明

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360240
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 白土 博通 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70150323)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 勝 京都大学, 工学研究科, 教授 (00026270) ; 木村 吉郎 九州工業大学, 工学研究科, 助教授 (50242003) ; 八木 知己 京都大学, 工学研究科, 助手 (30293905) ; 阿南 景子 足利工業大学, 工学部, 講師 (30346077)
• Keywords: ガスト応答 / 空力アドミッタンス / ジョイントアクセプタンス / 時間空間相関 / 非定常圧力 / POD / 格子乱流

Research Abstract

本研究は,構造体周辺の流速場および構造体表面圧力の同時多点計測により,周辺流れ場の3次元的な特性を明らかにし,表面圧力,および構造体に作用する流体力両者の空間相関構造を明らかにすること,および剥離バブルの特性と断面形状との関連を考究するものである.本年度は,接近流,剥離せん断層,および物体表面圧力の空間相関構造の関連に焦点を当て,とくに剥離せん断層の空間相関構造に検討を加えるため,物体表面近傍の流速場を対象に同時多点計測を実施し,剥離せん断層不安定性と空間相関との関連性にも検討を加えた.
具体的には断面辺長比B/D=5および1の2次元矩形断面模型を対象に,一様流中,格子乱流中で表面の非定常圧力,ならびに断面近傍の変動風速(u,v,w各成分)を2点で同時に計測した.得られたデータの定常性,エルゴード性が保証されることを前提に,POD(Proper Orthogonal Decomposition)解析手法を用いて,計測点全点の固有モードおよび対応する変動の寄与率を明らかにした.さらに,非定常圧力データからは各モードの基準座標の時間変動特牲,周波数分布特性を明らかにした.一方,変動風速は2点計測であることから,基準座標の時間変動を求めることが不可能であったことから,PODに代えてSPT(Spectral Proper Transformation)解析を試みた.
これより,一様流中,格子乱流中の各モードより,スパン方向に非一様なモードに着目し両気流中での寄与率を比較することにより,接近流の非一様モードが圧力の非一様モードに変換されるメカニズムに考察を加えた.