物体との干渉によって生じるマッハディスクの自励振動のアクティブ制御に関する研究

平成5年度の研究成果をもとに機器の購入と実験装置の改造を行い,それらが本研究を遂行するために必要な所定の性能を満足するものであることを確かめた。円柱体に衝突する不足膨張噴流の自励振動をアクティブ制御しその制御特性を調査するために,本研究で述べた構想に基づいて噴流の周囲に低速の周囲流を付加し,その時の流れ場を数値計算と可視化実験により明らかにした。まず,周囲流の付加が不足膨張噴流に与える影響を調べるために,円柱体のない流れについて調査した。その結果,周囲流を付加することによりマッハディスクの直径が最大で約半分まで減少し,形成位置が下流に移動することが明らかになった。次に自励振動のアクティブ制御について,周囲流を付加することによりマッハディスクの振動範囲を約半分に減少させることが実験と数値計算により確認できた。また,貯気圧力と背圧の圧力比が等しい噴流においては,圧力の高い周囲流ほどマッハディスクの自励振動の制御に対する効果が大きいことが明らかになった。マッハディスクの自励振動を抑制することで,円柱体に作用する流体力の変動を抑えることが数値計算により明らかになった。これらの研究成果は学会誌等に公表するとともに,科学研究費補助金成果報告書に詳細にまとめられている。

平成5年度の研究成果をもとに機器の購入と実験装置の改造を行い,それらが本研究を遂行するために必要な所定の性能を満足するものであることを確かめた。円柱体に衝突する不足膨張噴流の自励振動をアクティブ制御しその制御特性を調査するために,本研究で述べた構想に基づいて噴流の周囲に低速の周囲流を付加し,その時の流れ場を数値計算と可視化実験により明らかにした。まず,周囲流の付加が不足膨張噴流に与える影響を調べるために,円柱体のない流れについて調査した。その結果,周囲流を付加することによりマッハディスクの直径が最大で約半分まで減少し,形成位置が下流に移動することが明らかになった。次に自励振動のアクティブ制御について,周囲流を付加することによりマッハディスクの振動範囲を約半分に減少させることが実験と数値計算により確認できた。また,貯気圧力と背圧の圧力比が等しい噴流においては,圧力の高い周囲流ほどマッハディスクの自励振動の制御に対する効果が大きいことが明らかになった。マッハディスクの自励振動を抑制することで,円柱体に作用する流体力の変動を抑えることが数値計算により明らかになった。これらの研究成果は学会誌等に公表するとともに,科学研究費補助金成果報告書に詳細にまとめられている。