Numerical analysis of noise suppression by asymmetric helical modes combination in a supersonic jet.

超音速喷气机中非对称螺旋模式组合抑制噪声的数值分析。

• 批准号: 18K03945
• 负责人: 渡邊 大輔
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03945/
• 关键词: 超音速ジェット; マッハ波; 線形安定性解析; DNS; 騒音低減

本年度では，これまで確認されたM=2.0 (Mc=1.0), Re=2000の超音速乱流ジェットに，制御用流入撹乱として同一振幅・同一振動数の回転方向が異なる線形不安定なヘリカルモードを組み合わせた速度変動をジェット中心速度の10%の大きさで加えた結果，加えられた低い位相速度を持つ第三ヘリカルモードペアの増幅によりジェットせん断層の拡散が促進すされることによりマッハ波の低減効果を有するという知見に対し，より高いレイノルズ数およびマッハ数におけるジェットから放射されるマッハ波の低減効果の可能性を探るため，線形安定性解析により低速な位相速度を持つ不安定波に対するジェットせん断層厚さに対する影響を調査を行った．線形安定性解析には空間の離散化にフーリエ級数を用いた高精度のスペクトル法を用い計算を行い以下のことを確認した．マッハ数の増加に伴いヘリカルモードペア増幅によるジェットの拡散効果は低下する．また，マッハ数の増加に伴いヘリカルモードペア増幅に伴う拡散時にジェットから放射される圧力変動は大きくなる．すべてのモードが超音速の位相速度となるM=2.4においても，ヘリカルモード周方向波数が大きくなるにつれ位相速度が下がり，ヘリカルモードペア増幅に伴う拡散時にジェットから放射される圧力変動は小さくなる．このことは，高マッハ数において位相速度が超音速となっても，相対的に低い位相速度のヘリカルモードをジェットに加えることにより，マッハ波を低減できる可能性がある．

This year's で は, こ れ ま で confirm さ れ た M = 2.0 (Mc = 1.0), Re = 2000 の supersonic turbulence ジ ェ ッ ト に, Imperial inflows, making 撹 disorderly と し て the same amplitude, the same number of vibration の back planning direction が different な る linear instability な ヘ リ カ ル モ ー ド を group み close わ せ た speed - move を ジ ェ ッ ト center speed の 10% の き さ で plus え た results, Add え ら れ た い low phase velocity を hold つ third ヘ リ カ ル モ ー ド ペ ア の rights of に よ り ジ ェ ッ ト せ ん fault の scattered が company, promote す さ れ る こ と に よ り マ ッ ハ wave の low cut sharper fruit を have す る と い う knowledge に し polices, よ り high い レ イ ノ ル ズ number お よ び マ ッ ハ number に お け る ジ ェ ッ ト か ら radiation さ れ る マ ッ ハ wave の low cut sharper fruit の possibility を agent る た め, linear stability analytical に よ り low-speed な phase velocity を hold つ instability wave に す seaborne る ジ ェ ッ ト せ thick さ ん fault に す seaborne る influence を survey line を っ た. Linear stability analytical に の は space discretization に フ ー リ エ series を with い た high-precision の ス ペ ク ト を ル method under line を calculated using い い の こ と を confirm し た. The <s:1> ッハ number <s:1> increases に accompanied by <s:1> ヘリカ モ モ ドペア ドペア ドペア ドペア increases によるジェット 拡 拡 the effect of 拡 is low する. ま た, マ ッ ハ Numbers is の raised に with い ヘ リ カ ル モ ー ド ペ ア raised に with う picture company, when scattered に ジ ェ ッ ト か ら radiation さ れ る pressure - moved は big き く な る. す べ て の モ ー ド が supersonic の phase velocity と な る M = 2.4 に お い て も, ヘ リ カ ル モ ー ド weeks direction wave number が big き く な る に つ れ phase velocity under が が り, ヘ リ カ ル モ ー ド ペ ア raised に with う picture company, when scattered に ジ ェ ッ ト か ら radiation さ れ る pressure - move は small さ く な る. こ の こ と は, high マ ッ ハ number に お い て phase velocity が supersonic と な っ て も, phase of seaborne に い low phase velocity の ヘ リ カ ル モ ー ド を ジ ェ ッ ト に plus え る こ と に よ り, マ ッ ハ wave を low cut で き る possibility が あ る.

项目成果

ヘリカルモードペアによるジェット拡散に対するマッハ数依存性

螺旋模对导致射流色散的马赫数依赖性

• 发表时间: 2020
• 作者: 宮越 巧弥，渡辺 大輔

超音速ジェットにおけるジェット拡散時の遷移構造のマッハ数依存性

超音速喷气机射流扩散过程中过渡结构的马赫数依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: 大森健史;小林要佑;山口康隆;梶島岳夫;小栗涼雅，刈谷未来，奥村勇人，赤松重則，西内悠祐，秦隆志;三笠祐嗣，山脇直也，西内悠祐，秦隆志;刈谷未来，山脇直也，奥村勇人，赤松重則，西内悠祐，秦隆志;山脇直也，三笠祐嗣，多田佳織，西内悠祐，秦隆志;渡辺 大輔;Daisuke Watanabe & Hiroshi Maekawa;渡辺 大輔;松長 優，渡辺 大輔;宮越 巧弥，渡辺 大輔;松長 優，渡辺 大輔;宮越 巧弥，渡辺 大輔;宮越 巧弥，渡辺 大輔
• 通讯作者: 宮越 巧弥，渡辺 大輔

超音速ジェットにおける流入撹乱のジェット拡散への影響

超音速喷气机中流入扰动对射流扩散的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 大森健史;小林要佑;山口康隆;梶島岳夫;小栗涼雅，刈谷未来，奥村勇人，赤松重則，西内悠祐，秦隆志;三笠祐嗣，山脇直也，西内悠祐，秦隆志;刈谷未来，山脇直也，奥村勇人，赤松重則，西内悠祐，秦隆志;山脇直也，三笠祐嗣，多田佳織，西内悠祐，秦隆志;渡辺 大輔;Daisuke Watanabe & Hiroshi Maekawa;渡辺 大輔;松長 優，渡辺 大輔;宮越 巧弥，渡辺 大輔;松長 優，渡辺 大輔
• 通讯作者: 松長 優，渡辺 大輔

圧縮性ジェットにおけるヘリカルモードペアの増幅に対するマッハ数の影響

马赫数对可压缩射流中螺旋模态对放大的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: 湯井悟志;小林宏充;坪田誠;渡辺 大輔;渡辺 大輔
• 通讯作者: 渡辺 大輔

超音速ジェットにおけるヘリカルモードペアを用いたマッハ波抑制のせん断層厚さの影響

剪切层厚度对超音速喷气机中螺旋模态对马赫波抑制的影响

• 发表时间: 2019
• 期刊: 宇宙航空研究開発機構特別資料
• 作者: 渡辺 大輔;石崎 匡則
• 通讯作者: 石崎 匡則