流体現象と空力騒音を同時に評価できる新たな風洞実験手法の確立

本研究は流れ場と音場を同時に評価できる新たな風洞実験手法の確立を目的とする．そのために，物体周りの流れ場や流れ場に起因する空力音源と発生する空力騒音や音場の詳細計測・可視化を行うことを主とした風洞実験を行うものである．本年度は，昨年度構築した風洞実験における流れ場と音場の計測システムを活用し，鈍頭物体を対象にした実験計測を実施した．特に，鈍頭物体の代表例として，大きさの異なる複数の円柱から発生する空力騒音と流体力（3次元各成分の力とモーメント，いわゆる6分力）の計測に主軸を置いた．この流体力計測については当初の研究計画にはなかったが，物体から発生する空力騒音と物体周りの流れ場の関係性を把握する上で非常に有意義であることから計測システムに追加した．このシステムでは物体に作用する6成分の流体力を同時に計測することが可能である．これらの計測では，円柱に作用する流体力の中でも特に空力騒音との関係が明確な，主流と垂直な成分（いわゆる揚力）の時間変動を得ることができた．円柱から発生する空力騒音と揚力は円柱の直径に比例した固有の渦放出周波数があるため，今回の計測においても空力騒音と流体力それぞれで対象とした円柱固有の渦周波数の変動を捉えることができた．しかしながら，今年度においては流体力計測と可視化計測を連動させることができなかった．そのため，今後はシステムを改良し，各種計測と可視化の連動を強化する改良を実施する．

本研究は流れ場と音場を同時に評価できる新たな風洞実験手法の確立を目的とする．そのために，物体周りの流れ場や流れ場に起因する空力音源と発生する空力騒音や音場の詳細計測・可視化を行うことを主とした風洞実験を行うものである．本年度は，昨年度構築した風洞実験における流れ場と音場の計測システムを活用し，鈍頭物体を対象にした実験計測を実施した．特に，鈍頭物体の代表例として，大きさの異なる複数の円柱から発生する空力騒音と流体力（3次元各成分の力とモーメント，いわゆる6分力）の計測に主軸を置いた．この流体力計測については当初の研究計画にはなかったが，物体から発生する空力騒音と物体周りの流れ場の関係性を把握する上で非常に有意義であることから計測システムに追加した．このシステムでは物体に作用する6成分の流体力を同時に計測することが可能である．これらの計測では，円柱に作用する流体力の中でも特に空力騒音との関係が明確な，主流と垂直な成分（いわゆる揚力）の時間変動を得ることができた．円柱から発生する空力騒音と揚力は円柱の直径に比例した固有の渦放出周波数があるため，今回の計測においても空力騒音と流体力それぞれで対象とした円柱固有の渦周波数の変動を捉えることができた．しかしながら，今年度においては流体力計測と可視化計測を連動させることができなかった．そのため，今後はシステムを改良し，各種計測と可視化の連動を強化する改良を実施する．