2006 Fiscal Year Annual Research Report
ホールトン自励発振系の平面を射るせん断層による騒音の制御
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18560152
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
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| Keywords | 音響 / 流力騒音 / 制御 / 離散渦法 / 渦騒音 / 境界要素法 |
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| Research Abstract |
ホールトンフィードバック問題の数値シミュレーションを実行するため、渦繊維(vortex filament)に基づいた三次元の離散渦法を開発した。[渦繊維の代わりに渦粒子(vortex particle)法もあるが、本研究に関しては前者のほうが適当。]ノズルから出る噴流のせん断層は渦輪で代表された。この渦輪は三次元の渦繊維から成り立っている。数値計算のため、渦輪をコントロールポイントに分割し、そのコントロールポイントを3次のスプライン(cubicspline)で連結した。スプラインはフェルグソン曲線(Ferguson curve segments)に基づいている。渦輪が誘導した流速を表すビオ・サワー(Biot-Savart)積分を算出するため、ガウス・レシャンドレ(Gauss-Legendre)求積法を用いた。スプライン内挿の代わりに直線内挿の方法もある。このとき、ビオ・サワー(Biot-Savart)積分を解析的に算出可能。
パラメータ変化の影響を研究し、渦輪の形の内挿法の重要性を理解した。スプライン内挿を用いると、数の少ないコントロールポイントで足りるが、直線内挿を用いると、数の多いコントロールポイントが必要と分かった。
騒音を評価するためポウェル・ハウ(Powell-Howe)の渦騒音論(theory of vortex sound)を用いた。穴を持つ板を数学的に代表するため、(1)コンパクトグリーン関数法(2)境界要素法の二つの方法を比較し、広範な数値計算を行った。
噴流の摂動の影響に関して、騒音レベルが減少する可能性が有ると分かった。しかし噴流の摂動のモード、振幅、および周波数を非適切に選択すると、騒音レベルが増加する可能性もある。すなわち摂動に関するパラメータを適当に設定することが大切。現在、適当な摂動パラメータを求めるため広範な数値計算を行っている。
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