2010 Fiscal Year Annual Research Report
能動的流体制御による細長物体の空力特性制御方法の研究
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21860028
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
西田 浩之 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60545945)
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| Keywords | 能動的流体制御 / 剥離渦 / 細長物体 |
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| Research Abstract |
細長物体における空力特性の能動的制御方法を確立することを最終目標として,本年度は低速風洞を用いた細長物体模型の空力特性制御実験,及び細長物体周りの大迎角剥離流れのCFDシミュレーションを行った.
風洞実験において,流体制御デバイスとしてはDBDプラズマアクチュエータを用いた.結果として,前胴と後胴に設置したアクチュエータを別々に駆動することにより,細長物体の縦方向の空力特性(ピッチングモーメント)を制御できること,また後胴の左舷と右舷に設置したアクチュエータを別々に駆動させることにより,横力の比例制御が可能であることなどが明らかとなった.これにより,細長物体周りの3次元的剥離流れを多地点に配した流体制御デバイスによりコントロールし,空力特性を制御するコンセプトが実証された.また,アクチュエータの非定常駆動(バースト駆動)により,制御と必要となるアクチュエータの出力を下げることができる可能性を併せて示した.LES-RANSハイブリッドコードにより,細長物体周りの大迎角剥離流れのシミュレーションを行い,結果を実験結果と比較しながら非対称剥離渦を定性的・定量的に正確に再現する為に必要なノウハウを蓄積した,具体的には,定常的な流れ場について言えばLES-RANSハイブリッド計算で十分可能であること,物体先端に取り付ける微少な突起(バンプ)の大きさを調整することで,非対称剥離渦の形状と空力特性を実験値に合わせこむことができること,などが示された.また,今後,プラズマアクチュエータの効果をCFD計算に取り込むために必要となる放電プラズマのシミュレーションコードを別途開発し,他の研究成果と比較の上,その信頼性を確認した.
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