縦渦により制御された壁面噴流におけるヘリシティの役割

本研究の目的は、ハーフデルタ翼により誘起した縦渦対を用いてStronger Wall Jet(外層が主である壁面噴流)を制御し、乱流構造に及ぼす影響を明らかにすることである。その場合、特にヘリシティの概念を用いて結果を考察することが本研究の特徴である。2年間の研究により、当初の目的であったCommon-flow upおよびCommon-flow downの2種類の縦渦対を導入した実験を完了した。平均速度、二次流れ速度、レイノルズ応力分布の計測に加え、流れ方向渦度輸送方程式の評価を行い、以下に示す結果が得られた。[壁面噴流に対する縦渦対の影響]● Common-flow upおよびCommon-flow downの縦渦対導入により流れ方向運動量流束が増加し、縦渦による流れ場の操縦の可能性が示された。最大増加率はCommon-flow upにおいて大きい。● 縦渦対導入により誘起された二次流れにより、付加歪みが発生し、これらの変形に対応したレイノルズ応力分布の増加・減少がみられた。● 流れ方向渦度の大きい領域において、ヘリシティによる乱れの抑制作用は観察されず、むしろ付加歪みによるy方向およびスパン方向の乱れ強さの増加が顕著であった。[縦渦の挙動]● 流れ方向渦度の最大値の下流に向けての減衰は、Common-flow upにおいて若干速い結果が得られた。一方、循環の下流への減衰はCommon-flow upとCommon-flow downとでほぼ同じであった。● 渦半径の下流に向けての発達は、Common-flow upにおいてその割合が大きい。● 渦半径の発達の差異に関連し、渦度輸送方程式におけるレイノルズ応力の非等方性による生成項に差異が見られた。これは縦渦の周囲に発生した二次流れ速度による付加歪みによるものである。

本研究の目的は、ハーフデルタ翼により誘起した縦渦対を用いてStronger Wall Jet(外層が主である壁面噴流)を制御し、乱流構造に及ぼす影響を明らかにすることである。その場合、特にヘリシティの概念を用いて結果を考察することが本研究の特徴である。2年間の研究により、当初の目的であったCommon-flow upおよびCommon-flow downの2種類の縦渦対を導入した実験を完了した。平均速度、二次流れ速度、レイノルズ応力分布の計測に加え、流れ方向渦度輸送方程式の評価を行い、以下に示す結果が得られた。[壁面噴流に対する縦渦対の影響]● Common-flow upおよびCommon-flow downの縦渦対導入により流れ方向運動量流束が増加し、縦渦による流れ場の操縦の可能性が示された。最大増加率はCommon-flow upにおいて大きい。● 縦渦対導入により誘起された二次流れにより、付加歪みが発生し、これらの変形に対応したレイノルズ応力分布の増加・減少がみられた。● 流れ方向渦度の大きい領域において、ヘリシティによる乱れの抑制作用は観察されず、むしろ付加歪みによるy方向およびスパン方向の乱れ強さの増加が顕著であった。[縦渦の挙動]● 流れ方向渦度の最大値の下流に向けての減衰は、Common-flow upにおいて若干速い結果が得られた。一方、循環の下流への減衰はCommon-flow upとCommon-flow downとでほぼ同じであった。● 渦半径の下流に向けての発達は、Common-flow upにおいてその割合が大きい。● 渦半径の発達の差異に関連し、渦度輸送方程式におけるレイノルズ応力の非等方性による生成項に差異が見られた。これは縦渦の周囲に発生した二次流れ速度による付加歪みによるものである。