スマートストラクチャ素子を用いた翼型失速回避制御に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17360406
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 李家 賢一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20175037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 砂田 保人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50216488) ; 手塚 亜聖 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (50361506)
• Keywords: 翼型失速 / 層流剥離泡 / 失速制御 / スマートストラクチャ素子

Research Abstract

翼型上に生ずる層流剥離泡は、迎角を上げていくと突如崩壊し、翼型失速を引き起こす。しかし、層流剥離泡の崩壊の予測ならびに崩壊メカニズムの解明には未だ至っていない。最近の研究により層流剥離泡の崩壊時に、剥離流れ場が低周波で振動を起こし、その再付着点付近から渦構造が突発的に放出されることが明らかにされた。本研究では、この剥離流れ場の振動特性を制御することによって、層流剥離泡崩壊の抑制と翼型失速の回避を目指すことを目的としている。そのために、スマートストラクチャ素子を用いた剥離流れ場の制御を試みている。
平成17年度は、研究の初年度であるため、計測装置の整備、風洞実験の準備と予備実験、予備計算を行った。
1.風洞実験に用いる翼型模型を準備した。
2.スマートストラクチャ素子の一種であるピエゾ素子薄膜ならびに形状記憶合金アクチュエータ素子の動作特性の予備確認を行った。
3.表面圧力計測装置、流れの可視化装置、二次元PIV流速計装置、二次元PIV機能高度化装置を翼型計測用風洞に設置し、実験準備を行った。
4.PIV装置を用いて、剥離流れ場を計測する予備実験を行った。流速分布を計測できることを確認した。
5.翼型上の剥離流れ場に対して任意波形で擾乱を与える予備試験を行った。流れの可視化ならびに翼周辺の代表的な点における流速分布を計測した。
6.Navier-Stokesコードによる数値計算の予備計算を行った。