2015 Fiscal Year Annual Research Report
境界層埋没型ボルテックスジェネレーターによる境界層剥離抑制の数値的研究
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25420105
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
澤田 惠介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80226068)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 境界層埋没型ボルテックスジェネレータ / ダブレット型 / ウィッシュボーン型 / 非構造格子法 / 不連続ガレルキン法 / 剥離抑制 / 渦核位置制御 / 最適設計パラメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
境界層埋没型ボルテックスジェネレータ(submerged vortex generator; 以下SVG)による境界層剥離制御に関して平成27年度は(1)前年度に実施したベーン型SVGに引き続き，セル緩和型不連続ガレルキン法を用いて2個を直列に配置したダブレット型SVG及びウィッシュボーン型SVG周り流れ場の数値解析を行ない数値解析手法の改良を行うとともに、(2)過去に提案されているSVGの多様な形状の設計思想を追求し、重要な設計パラメータの抽出を行った。
(1)については最初に風洞試験での境界層の発達に合わせて流路を拡大して数値的にも静圧勾配の無視できる流路形状を決定し、その後ダブレット型のSVGを設置したところ、左右対称性を仮定しないフル形状の計算によって風洞試験の静圧分布ならびに剥離長さを程よく再現出来ることを見いだした。(2)については、ウィッシュボーン型SVGの流れ場との比較を行い，SVG後縁で融合した縦渦の強度と渦核の位置について形状との関連性を検討した。
期間全体で得られた研究成果を纏めると，非構造格子を用いて複雑なSVG形状を取り扱うとともに不連続ガレルキン法を用いて空間精度を保つことによって，SVGを設置した翼周り流れ場のRANS解析が十分可能であることが示された。また，SVGが作る縦渦によって境界層内部の相対的に流速の早い領域から壁面近傍に効果的に運動量が輸送され，境界層剥離が抑制される様子が再現された。さらに，直列2段のSVGでは1段目で形成された渦が2段目のSVGを乗り越える際に，2段目で形成された縦渦との融合による渦の強化が起こるだけではなく，渦核位置を壁面からリフトアップさせることによって縦渦の効果が下流側にも及ぶことが重要であることを見出した。これは今後のSVG最適形状を定義する際の重要な設計パラメータとなる。
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