先進的な非定常光学流体計測法を用いたストールセルの三次元複雑構造の解明

利用先进的非定常光流控测量方法阐明失速池的三维复杂结构

• 批准号: 21K14355
• 负责人: 杉岡 洋介
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14355/
• 关键词: ストールセル; 失速; 境界層剥離; 非定常現象; 光学流体計測; 感圧塗料; 後退翼; 非定常

本年度は，後退角が無い矩形翼の非定常感圧塗料（PSP）計測と非定常ステレオ粒子画像流速計測（PIV），および30度の後退角を有する翼の表面流線可視化を行った．まず、2021年度にストールセルの生成条件を明らかにした矩形翼について，非定常光学計測法を適用することで，ストールセルが発生した際の流れ場の構造を明らかにした．非定常PSP計測では，周波数応答性が5 kHzを超える高速PSPを新たに開発し，風洞試験に適用した．その結果，ストールセル端部において特徴的な圧力変動周波数が存在することを確認した．さらに，その周波数のパワースペクトル分布を可視化したところ，圧力変動が大きな領域とストールセルの位置が一致することを発見した．また，矩形翼後流の非定常ステレオPIV計測を行うことで，計測時間内ではストールセルの個数や大きさは殆ど変化しないことを明らかにした．次に，30度の後退角を有する後退翼を新たに設計・製作した．その表面流線を蛍光オイルフロー法を用いて可視化することで，低速の後退翼における迎角・レイノルズ数と境界層剥離形態の関係を調べた．蛍光オイルフロー法については，高解像度のカラーアクションカメラを用いて光学フィルタを使用せずに表面流線を明瞭に可視化する手法を開発し，風洞試験に適用した．表面流線可視化の結果，迎角の増加に伴い，後縁から境界層剥離が伸展し，最終的には前縁からの剥離が発生する様子が観察された．他方，主流速度70m/sと80m/sでは，境界層剥離形態の違いは殆ど見られなかった．本計測で得られたデータをまとめ，次年度に非定常PSP計測を行う主流条件を決定した．

This year, が, the receding Angle が, the unsteady pressure sensing coating (PSP) measurement of the non-stationary rectangular wing piece と, the unsteady ステレ <s:1> particle image flowmeter measurement (PIV), the および 30-degree <s:1> receding Angle を, the surface flow line visualization of the する wing piece を row った. ま ず, 2021 annual に ス ト ー ル セ ル の generated conditions を Ming ら か に し た rectangular wing に つ い て, unsteady を optical measuring method for す る こ と で, ス ト ー ル セ ル が 発 raw し た interstate の れ の flow field structure を Ming ら か に し た. Unsteady PSP measuring で は, cycle number 応 answer sex が 5 kHz を super え る high-speed PSP を new た に open 発 し, wind tunnel test に applicable し た. そ の results, ス ト ー ル セ ル end に お い て of 徴 な pressure - dynamic cycle for が exist す る こ と を confirm し た. さ ら に, そ の cycle for の パ ワ ー ス ペ ク ト ル distribution を visualization し た と こ ろ, pressure - moved が big き な field と ス ト ー ル セ ル の consistent position が す る こ と を 発 see し た. ま た, rectangular wing after unsteady flow の ス テ レ オ PIV measuring line を う こ と で, measuring time で は ス ト ー ル セ ル の large number や き さ は perilous ど variations change し な い こ と を Ming ら か に し た. Next に, 30-degree <s:1> rearview Angle を with する rearview wing を new たに design · manufacture た た. そ の surface streamline を 蛍 light オ イ ル フ ロ を ー method with い て visualization す る こ と で, low-speed の back wing に お け る Angle of attack, レ イ ノ ル ズ number と boundary layer stripping form の masato is を adjustable べ た. 蛍 light オ イ ル フ ロ ー method に つ い て は, high resolution の カ ラ ー ア ク シ ョ ン カ メ ラ を with い て optical フ ィ ル タ を use せ ず に surface streamline を clear に visualization す る gimmick を open 発 し, wind tunnel test に applicable し た. の surface streamline visualization, Angle of attack の raised に with い, after try か ら boundary layer stripping し が extend, the final に は before try か ら の stripping が 発 raw す る others child が 観 examine さ れ た. Elsewhere, the mainstream velocity is 70m/sと80m/sで, and the boundary layer stripping pattern is strictly prohibited by と った almost <e:1>. See られな った った. This test で results in られたデ タをまとめ タをまとめ タをまとめ, and the following year に unsteady PSP tests を conduct う mainstream conditions を determine た た.