2007 Fiscal Year Annual Research Report
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19360079
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 督 Tohoku University, 流体科学研究所, 教授 (00107476)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福西 祐 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60189967)
畠山 望 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50312666)
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| Keywords | 流体 / 流体工学 / 計算物理 / 公害防止・対策 / シミュレーション工学 |
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| Research Abstract |
本研究課題の目的は、非定常圧縮性ナビエ・ストークス方程式を高精度有限差分法を用いて解くことにより、音波を直接数値シミュレーションにより求め、音波の発生機構を解明するとともに騒音を制御する方法を探ることにある。特に、物体周りの流れ場から発生する音場、キャビティを過ぎる流れから発生する音場、および複数の三次元渦の相互干渉により作り出される音場などを直接の対象として調べ、音の発生のメカニズムを明らかにするとともに、音の制御法を開発することを目的とする。井上はこれまでに開発した計算コードをさらに高精度化(空間八次精度)し、まずグリッド依存性や計算領域の大きさなど数値的精度を確立した。次いで、開発された計算コードを有限流さの円柱や角柱まわりの流れに適用することにより渦の放出に及ぼす三次元性の効果を明らかにした。また、レイノルズ数の違いによる渦の放出形態の違いを明らかにし、発生する音波の性質や発生機構の違いを明らかにした。成果は国際的な学会誌Physics of Fluids(2008)に掲載された。
また井上は畠山とともに、渦輪の斜め衝突により発生する音波の問題を取り上げ、衝突角度を変化させることにより音波の性質及び発生メカニズムがどのように変わるかを調べ、三次元性の効果(特に渦輪のつなぎ換えによる効果)を明らかにした。
福西は三次元キャビティ音の問題を取り上げ、フルイディクスを用いることによりキャビティ音がある程度能動的に制御できることを実験的に明らかにした。
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