Three-dimensional wake control of a finite-length cylinder with a hint of biological wing structures

本研究は平板上に置かれた低アスペクト比円柱後方のはく離領域と先端面の渦を制御することを目的とし、以下の三つの受動制御法を新たに提案した。（１）先端面と側背面を貫通する傾斜穴を設ける方法（後方穴付き）。円柱後方に吸込み、先端面に吹出しを発生させる。（２）円柱前方と後方面を貫通する水平穴を設ける方法（水平穴付き）。水平穴から後方に吹出しを発生させる。（３）側前面と先端面を貫通する傾斜穴を設ける方法（前方穴付き）。本年度では、風洞を用いて、平板上に置かれた低アスペクト比通常円柱と穴付き円柱の抗力測定を行った。円柱直径と高さとも70mmとし、レイノルズ数は10000 ～ 80000の範囲で行った。なお、穴の直径d = 8mm, 10mm, 12mm円柱に対して穴の高さをh = 20mm, 35mm, 50mmと変化させる。以下の結果を得た。（１）本実験の範囲において、すべての円柱の抗力係数はほぼレイノルズ数の変化に依存しないことがわかった。（２）後方穴付き円柱は通常円柱と比較すると、抗力係数は減少していることがわかった。抗力係数は穴の高さの増加ともに、わずかに上昇している。しかし、穴の直径が大きいほど抗力係数は小さくなる。（３）水平穴付き円柱は通常円柱と比較すると、抗力係数は大きく減少していることがわかった。穴の直径が大きいほど抗力係数は小さくなる。また、穴の高さが増加するともに、抗力係数は増加する傾向がみられる。（４）前方穴付き円柱は通常円柱と比較すると、抗力係数は減少していることがわかった。抗力係数は穴の高さの増加ともに、わずかに上昇している。しかし、穴の直径が大きいほど抗力係数は小さくなる傾向がみられる。

本研究は平板上に置かれた低アスペクト比円柱後方のはく離領域と先端面の渦を制御することを目的とし、以下の三つの受動制御法を新たに提案した。（１）先端面と側背面を貫通する傾斜穴を設ける方法（後方穴付き）。円柱後方に吸込み、先端面に吹出しを発生させる。（２）円柱前方と後方面を貫通する水平穴を設ける方法（水平穴付き）。水平穴から後方に吹出しを発生させる。（３）側前面と先端面を貫通する傾斜穴を設ける方法（前方穴付き）。本年度では、風洞を用いて、平板上に置かれた低アスペクト比通常円柱と穴付き円柱の抗力測定を行った。円柱直径と高さとも70mmとし、レイノルズ数は10000 ～ 80000の範囲で行った。なお、穴の直径d = 8mm, 10mm, 12mm円柱に対して穴の高さをh = 20mm, 35mm, 50mmと変化させる。以下の結果を得た。（１）本実験の範囲において、すべての円柱の抗力係数はほぼレイノルズ数の変化に依存しないことがわかった。（２）後方穴付き円柱は通常円柱と比較すると、抗力係数は減少していることがわかった。抗力係数は穴の高さの増加ともに、わずかに上昇している。しかし、穴の直径が大きいほど抗力係数は小さくなる。（３）水平穴付き円柱は通常円柱と比較すると、抗力係数は大きく減少していることがわかった。穴の直径が大きいほど抗力係数は小さくなる。また、穴の高さが増加するともに、抗力係数は増加する傾向がみられる。（４）前方穴付き円柱は通常円柱と比較すると、抗力係数は減少していることがわかった。抗力係数は穴の高さの増加ともに、わずかに上昇している。しかし、穴の直径が大きいほど抗力係数は小さくなる傾向がみられる。