2018 Fiscal Year Research-status Report
Control of Aerodynamic Noise with Suppression of Acoustic Feedback by Plasma Actuators
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17K06153
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
横山 博史 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60581428)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | キャビティ流れ / 空力音 / 制御 / プラズマアクチュエータ / 間欠駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
キャビティ音のプラズマアクチュエータの間欠駆動制御についての風洞実験および数値計算を実施した．風洞実験においては，アクチュエータのON/OFFの比であるデューティ比を高くすることでPAの駆動時間が増加するため，連続駆動での制御効果に近付くことが確認された．さらに間欠周波数を変化させた場合，駆動電圧およびデューティ比の条件により，間欠周波数を高くすることで制御効果は高くなることがわかった．これはキャビティ音が発生する際の増幅率に関連すると考えられる．本結果はアクチュエータの駆動電圧・デューティ比・間欠駆動周波数を適切に設定することで, 駆動電力を抑制しつつ空力音を制御できる可能性を示している．
さらに流れと音の直接計算にアクチュエータの制御効果を導入した解析を実施した．その結果，間欠駆動周波数が低い場合は非制御時に見られる大規模な渦構造がキャビティ流れ内に存在し，空力音が発生する要因となっていたと考えられる．一方で高い間欠周波数では明確な大規模渦構造は見られず，このことが高い制御効果につながったと考えられる．これらの知見は流れ場のフィードバック制御に有効な知見と考えられる．
今後は，風洞実験で得られている速度場データと数値計算結果との比較を実施しながら，数値計算のアクチュエータの効果のモデル化の精度についてさらに改善を進める．さらに制御効果が高い間欠駆動周波数と，キャビティ音発生時の振動増幅率との関係について考察を深める．特に実験において，制御・非制御を切り替えた際の流れ場・空力音の変化を明らかにする．また数値計算において，キャビティ流れ内の情報を用いたフィードバック制御を行う予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キャビティ流れから発生する空力音についてプラズマアクチュエータを間欠駆動制御することにより，空力音を低減できることを示した．さらに，適切な駆動電圧、デューティー比や間欠周波数を用いることで，連続駆動の場合より駆動に関する消費電力を抑制しつつ制御効果を得ることが可能であることも示せている．さらに数値計算によりその際の流れ場についても明らかにし，今後のフィードバック制御に向けた知見を得ることができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，風洞実験で得られている速度場データと数値計算結果との比較を実施しながら，数値計算のアクチュエータの効果のモデル化の精度についてさらに改善を進める．さらに制御効果が高い間欠駆動周波数と，キャビティ音発生時の振動増幅率との関係について考察を深める．特に実験において，制御・非制御を切り替えた際の流れ場・空力音の変化を明らかにする．また数値計算において，キャビティ流れ内の情報として圧力変動などをリファレンスデータとして，プラズマアクチュエータのフィードバック制御を行う予定である．
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