JP2010271136A - Wind tunnel test equipment - Google Patents
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Description
本発明は、風洞実験設備に関し、特に車両の車輪とフェンダーとの間の流れ場の再現に関するものである。 The present invention relates to wind tunnel experimental equipment, and more particularly to reproduction of a flow field between a vehicle wheel and a fender.
一般に、走行時の車両周りの流体現象を調べる風洞実験においては、煙を用いるトレーサ法等による流れ場の再現が行われている。また、車両の車輪周辺の流れ場を再現するためには、図6(a)に示すように道路に相当する車両下の部分を風速と同じ速度で動かすムービングベルト等の車輪を回転させる装置を使用して実走行に近い状態を再現したり、車両を自走させる等して実験が実施されている。それらの実験により、フェンダーと車両との間に想定される速度分布は、図6(b)に示すように、車輪の直上が最大速度となりフェンダーに向けて速度が低下しフェンダー直下で0となる三角形を形成することが知られている。また、この速度分布について、車輪からフェンダーまでの距離と噴出速度との関係は、図7に示された関係となる。 In general, in a wind tunnel experiment for examining a fluid phenomenon around a vehicle during traveling, a flow field is reproduced by a tracer method using smoke. In addition, in order to reproduce the flow field around the wheels of the vehicle, as shown in FIG. 6A, a device for rotating wheels such as a moving belt that moves the lower part of the vehicle corresponding to the road at the same speed as the wind speed. Experiments have been carried out by reproducing the state close to the actual running by using the vehicle or running the vehicle. As a result of these experiments, the speed distribution assumed between the fender and the vehicle is, as shown in FIG. 6 (b), the speed immediately above the wheel becomes the maximum speed, the speed decreases toward the fender, and becomes 0 immediately below the fender. It is known to form a triangle. Moreover, about this speed distribution, the relationship between the distance from the wheel to the fender and the ejection speed is the relationship shown in FIG.
特許文献1から特許文献3には、道路に相当する車両下の部分を移動させるムービングベルトが開示されている。
特許文献4には、道路に相当する車両下の部分を移動させる装置として車輪と共に回転するローラを有した車輪受けが開示されている。
Patent Documents 1 to 3 disclose moving belts that move a portion under the vehicle corresponding to a road.
Patent Document 4 discloses a wheel receiver having a roller that rotates together with a wheel as a device for moving a portion under the vehicle corresponding to a road.
しかしながら、ムービングベルト等の車輪を回転させる装置を利用して実走行相当の状態を再現する風洞実験設備や車両を自走させる風洞実験設備は、その構造が複雑となり製作に時間を要し、さらには費用もかかるという問題があった。
例えば、特許文献1から特許文献3に開示されている発明では、ムービングベルトが必要となるという問題があった。
例えば、特許文献4に開示されている発明では、車輪と共に回転するローラを有した車輪受けが必要となるという問題があった。
However, wind tunnel experimental equipment that reproduces a state equivalent to actual driving using a device that rotates wheels such as a moving belt and a wind tunnel experimental equipment that self-runs a vehicle are complicated in structure and require time to manufacture. Had the problem of being expensive.
For example, the inventions disclosed in Patent Document 1 to
For example, the invention disclosed in Patent Document 4 has a problem that a wheel receiver having a roller that rotates with the wheel is required.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ムービングベルト等の車輪を回転させる装置の使用や車両を自走させることなくフェンダーと車両との間の流れ場を再現できる風洞実験設備を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a wind tunnel capable of reproducing a flow field between a fender and a vehicle without using a device that rotates wheels such as a moving belt or causing the vehicle to self-propel. The purpose is to provide experimental equipment.
上記課題を解決するために、本発明の風洞実験設備は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる風洞実験設備は、風洞内を流れる流体の流れに伴って流れるトレーサによる流れ場の再現手段と、フェンダーと車輪とを有する車両と、を備える風洞実験設備において、前記流れ場の再現手段は、前記フェンダーと前記車輪との間に設けられるとともに複数の噴出口が形成された噴出体と、前記トレーサを含む流体を前記噴出口に供給するトレーサ用流体供給装置とを備え、前記トレーサ用流体供給装置は、前記トレーサを含む流体の流量を前記車輪の直上の前記噴出体から前記フェンダーの直下の前記噴出体に向かって減少させるように調整されることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the wind tunnel test facility of the present invention employs the following means.
That is, the wind tunnel experimental facility according to the present invention is a wind tunnel experimental facility comprising: means for reproducing a flow field by a tracer that flows along with a flow of fluid flowing in the wind tunnel; and a vehicle having a fender and a wheel. The reproduction means includes a jet body provided between the fender and the wheel and formed with a plurality of jet ports, and a fluid supply device for a tracer that supplies a fluid including the tracer to the jet port. The fluid supply device for the tracer is adjusted so as to decrease the flow rate of the fluid including the tracer from the jet body directly above the wheel toward the jet body immediately below the fender.
フェンダーと車輪との間の実際の速度分布は、車輪の直上が最大速度となりフェンダーに向けて速度が低下し、フェンダー直下では0となる。そこで、車輪の直上に設置された噴出口から噴出されるトレーサを含む流体の流量は、フェンダーの直下に設置された噴出口から噴出されるトレーサを含む流体の流量よりも多く噴出するようにトレーサを含む流体の流量を調整することとしたので、車輪を回転させることなくフェンダーと車輪との間の流れ場を再現することができる。そのため、車輪を回転させる装置や車両を実走させる装置が不要となり風洞実験設備が簡素化される。従って、風洞実験設備の設置時間の短縮や設置費用を削減できる。 The actual speed distribution between the fender and the wheel is the maximum speed immediately above the wheel, and the speed decreases toward the fender, and is zero immediately below the fender. Therefore, the flow rate of the fluid including the tracer ejected from the ejection port installed immediately above the wheel is larger than the flow rate of the fluid including the tracer ejected from the ejection port installed immediately below the fender. Therefore, the flow field between the fender and the wheel can be reproduced without rotating the wheel. Therefore, a device for rotating wheels and a device for actually running a vehicle are not required, and the wind tunnel experimental facility is simplified. Accordingly, it is possible to shorten the installation time of the wind tunnel experiment facility and the installation cost.
本発明の風洞実験設備における前記噴出体には、前記車輪から前記フェンダーに向かって密となるように開口率が異なる金網が設けられていることを特徴とする。 In the wind tunnel experimental facility of the present invention, the jet body is provided with a wire mesh having different opening ratios so as to be dense from the wheel toward the fender.
トレーサを含む流体は、金網の開口率が密となった部分を通過する際には金網の開口率が粗の部分を通過する際に比べて噴出する流量が減少する。また、フェンダーと車輪との間の実際の速度分布は、車輪の直上が最大速度となりフェンダーに向けて速度が低下し、フェンダーの直下では0となる。そこで、噴出体に設けられている金網の開口率を車輪からフェンダーに向けて粗から密になるように変化させることとしたので、噴出体の数を増やすことなくフェンダーと車両との間の実際の流れに近似した流れ場の再現が可能となる。 When the fluid containing the tracer passes through the portion where the opening ratio of the wire mesh is dense, the flow rate of the fluid is reduced as compared to when passing through the portion where the opening ratio of the wire mesh is coarse. In addition, the actual speed distribution between the fender and the wheel is the maximum speed immediately above the wheel, and the speed decreases toward the fender, and is zero immediately below the fender. Therefore, since the opening ratio of the wire mesh provided on the ejector was changed from coarse to dense from the wheel to the fender, the actual distance between the fender and the vehicle was increased without increasing the number of ejectors. It is possible to reproduce the flow field that approximates the flow of
本発明の風洞実験設備における前記噴出体に形成された各前記噴出口の全幅は、前記車輪の幅と略同等とされ、それぞれの前記噴出口の幅は、略同等とされていることを特徴とする。 In the wind tunnel experimental facility of the present invention, the total width of each jet port formed in the jet body is substantially equal to the width of the wheel, and the width of each jet port is substantially equal. And
噴出口は、車輪の幅に渡って均一に分割されたトレーサを含む流体が噴出するので、車輪の全幅における流れ場の再現を行うことができる。 Since the fluid containing the tracer uniformly divided over the width of the wheel is ejected from the jet nozzle, the flow field in the entire width of the wheel can be reproduced.
本発明の風洞実験設備における前記車両は、前記車輪として無限軌道帯が用いられていることを特徴とする。 The vehicle in the wind tunnel experimental facility of the present invention is characterized in that an endless track band is used as the wheel.
無限軌道帯とフェンダーとの間の流れを再現できるので、無限軌道帯によって巻き上げられる粉塵を再現することが可能となる。 Since the flow between the endless track zone and the fender can be reproduced, it is possible to reproduce the dust wound up by the endless track zone.
本発明によると、フェンダーと車輪との間に設置された噴出体の複数の噴出口には、車輪の直上の噴出口からフェンダーの直下の噴出口に向かって順に流量を減らすように調整されたトレーサを含む流体が導かれるので、車輪を回転させることなくフェンダーと車輪との間の流れ場を再現することができる。そのため、車輪を回転させる装置や車両を実走させる装置が不要となり風洞実験設備が簡素化される。従って、風洞実験設備の設置時間の短縮や設置費用を削減できる。 According to the present invention, the plurality of jets of the jetting body installed between the fender and the wheel are adjusted so as to reduce the flow rate in order from the jet right above the wheel toward the jet right below the fender. Since the fluid including the tracer is guided, the flow field between the fender and the wheel can be reproduced without rotating the wheel. Therefore, a device for rotating wheels and a device for actually running a vehicle are not required, and the wind tunnel experimental facility is simplified. Accordingly, it is possible to shorten the installation time of the wind tunnel experiment facility and the installation cost.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1には、本発明の第1実施形態に係る風洞実験設備1の側面図が示されている。
風洞実験設備1は、車両2と、風洞内を流れる気体(流体)の流れに伴って流れる煙(トレーサ)の流れ場の再現手段3とを備えている。
車両2は、無限軌道帯(車輪)5と、この無限軌道帯5から一定距離を隔てた上部に位置しているフェンダー6とを有する。
流れ場の再現手段3は、煙噴出装置(図示せず)と、トレーサ用流体供給装置8と、噴出体9と、送風機10とを有する。
トレーサ用流体供給装置8は、フローメータ11A,11Bと、流量調整弁12A,12Bと、分岐管13と、分岐配管14A,14Bと、ビニル管15A,15Bとを有している。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a side view of a wind tunnel experimental facility 1 according to the first embodiment of the present invention.
The wind tunnel experimental facility 1 includes a
The
The flow field reproduction means 3 includes a smoke ejection device (not shown), a tracer
The tracer
トレーサ用流体供給装置8に備えられている分岐管13は、煙噴出装置から送風機10を介して接続されている。分岐管13には、2本の分岐配管14A,14Bが接続されている。分岐配管14A,14Bには、煙を含む気体の流量を調節するために流量調整弁12A,12Bが接続されている。流量調節弁12A,12Bに接続されているフローメータ11A,11Bは、流量調整弁12A,12Bによって調整された煙を含む気体の流量を測定することができる。フローメータ11A,11Bの下流側は、取り回しが容易なビニル管15A,15Bによって分配器(図示せず)に接続されている。分配器には、噴出体9の噴出口9A,9B内の分割された格子の数だけビニル管15A,15Bが接続されている。
噴出体9は、車両2の無限軌道帯5の前部とフェンダー6との間に、開口面が流れ場の上流側になるように設置されている。
The
The
次に、第1実施形態に係る噴出体9について、図2を用いて説明する。
噴出体9は、複数の格子部30Aを有する噴出口9Aと、複数の格子部30Bを有する噴出口9Bとを備えている。噴出口9A,9Bは、無限軌道帯5の幅と同等の横幅を有する直方体を形成している。噴出口9A,9Bは、無限軌道帯5の幅方向に格子状に均等に分割されている。複数の格子部30A,30Bは、横一列に配置されている。複数の格子部30A,30Bには、フローメータ11A,11Bから分岐されたビニル管15A,15Bが接続されている。
Next, the
The
煙発生装置によって発生された煙を含む気体は、送風機10によって分岐管13に導入される。分岐管13に導入された煙を含む気体は、分岐配管14A,14Bを経由して流量調整弁12A,12Bによって流量が調整される。流量が調整された煙を含む気体は、フローメータ11A,11Bを介してビニル管15A,15Bに導出される。導出された煙を含む気体は、ビニル管15A,15Bに接続されている分配器によって噴出口9A,9Bの各格子部30A,30Bに導入される。導入された煙を含む気体は、噴出口9A,9Bの内部を通過し、噴出体9の開口している面から噴出される。
A gas containing smoke generated by the smoke generator is introduced into the
図3には、第1実施形態における無限軌道帯5からフェンダー6までの距離と煙を含む気体によって模擬される噴出速度との関係が示されている。
同図において、縦軸は無限軌道帯5とフェンダー6との間の距離を示し、横軸は噴出体9の開口面から噴出される煙を含む気体の噴出速度を示している。無限軌道帯5とフェンダー6との間の実際の噴出速度は、無限軌道帯5の直上が最大速度となりフェンダー6に向けて速度が低下しフェンダー6の直下では0となる。そのため、想定される無限軌道帯5とフェンダー6との間の実際の噴出速度は、同図においては破線で示される。各噴出口9A,9Bに供給される煙を含んだ気体の流量を変えることによって無限軌道帯5とフェンダー6との間の噴出速度を模擬する。噴出速度が速い側に設置されている噴出口9Aから噴出される煙を含んだ気体が、噴出速度が遅い側に設置されている噴出口9Bから噴出される煙を含んだ気体よりも多量の煙を含んだ気体が噴出するように調整することにより、噴出速度を模擬する。そこで、無限軌道帯5の直上に設置されている噴出口9Aに供給される煙を含む気体の流量は、煙発生装置が発生する全流量に対して75%になるように流量調整弁12Aによって調整される。また、フェンダー6の直下の噴出口9Bには、煙発生装置が発生する全流量に対する25%の流量が流量調整弁12Bを調整することによって供給される。これら2つの噴出口9A,9Bに供給される流量を変えることによって噴出口9A,9Bから噴出される煙を含む気体の流量が変わるので、模擬された噴出速度は図3中の実線で示されるように階段状を形成する。
FIG. 3 shows the relationship between the distance from the
In the figure, the vertical axis represents the distance between the
以上の通り、本実施形態に係る風洞実験設備によれば、以下の作用効果を奏する。
フェンダー6と無限軌道帯5との間に設置された噴出体9の噴出口9A,9Bからは、流量が調整された煙を含む気体が噴出するので、フェンダー6と無限軌道帯5と間の流れ場を再現することができる。そのため、無限軌道帯5を回転させる装置が不要となり風洞実験設備1が簡素化される。従って、風洞実験設備1の設置時間の短縮や設置費用を削減できる。
As described above, the wind tunnel experimental facility according to this embodiment has the following effects.
Since gas containing smoke whose flow rate is adjusted is ejected from the
また、噴出体9の噴出口9A,9Bは、無限軌道帯5の幅に渡って均一に分割された煙を含む気体を噴出するので、無限軌道帯5の全幅における流れ場の再現をすることができる。
In addition, since the
なお、本実施形態では、トレーサとして煙を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、メタン等のガスとしても良い。ガスを使用する場合には、濃度測定点を予め噴出体9の開口側に数点設けておき、各濃度測定点におけるガス濃度をガスクロマトグラフで測定することによって、流れ場を再現してもよい。
また、トレーサである煙は、流体である気体とともに煙発生装置によって発生させて流量調整弁12A,12Bにより流量を調整するものとして説明したが、トレーサの投入位置は、送風機10から噴出体9の開口面までの間のいずれの位置に投入しても良い。
さらに、噴出口9A,9Bは2つとして説明したが、さらに数を増やしても良い。数を増やすことによって、さらに現状の流れに近似した噴出速度を模擬することができる。
また、噴出体9の噴出口9A,9Bは、煙を含む気体の流量が無限軌道帯5からフェンダー6に向けて上方向に順に減少するように調整されるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無限軌道帯5の幅方向に噴出口9A,9Bを有する噴出体9として無限軌道帯5の幅方向の流れ場を再現しても良い。
また、無限軌道帯5を用いて説明したが、車輪としても良い。
In addition, although this embodiment demonstrated using smoke as a tracer, this invention is not limited to this, It is good also as gas, such as methane. In the case of using gas, several concentration measurement points are provided in advance on the opening side of the
In addition, the smoke that is the tracer has been described as being generated by the smoke generator together with the gas that is the fluid, and the flow rate is adjusted by the flow
Furthermore, although the
Further, the
Moreover, although it demonstrated using the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る噴出体9と金網20とについて図4(a)及び(b)を用いて説明する。
本実施形態に係る噴出体9と金網20は、第1実施形態で説明した風洞実験設備1に同様に設置される。そのため、第1実施形態との共通部分についての説明は、省略する。
噴出体9は、図4(a)に示されるように、2つの噴出口9A,9Bを有しており、噴出体9の開口面には、金網20が設置されている。金網20は、図4(b)に示されるように、無限軌道帯5からフェンダー6に向かって開口率が粗から密になっている。
図5は、第2実施形態における無限軌道帯5からフェンダー6までの距離と煙を含む気体によって模擬される噴出速度との関係が示されている。同図においても図3と同様に、縦軸は無限軌道帯5とフェンダー6との間の距離を示し、横軸は噴出体9の開口面から噴出される煙を含む気体の噴出速度を示している。
同図においても図3と同様に、無限軌道帯5の直上の噴出口9Aに供給される煙を含む気体の流量は、煙発生装置が発生する全流量に対して75%になるように流量調整弁12Aによって調整される。また、フェンダー6の直下の噴出口9Bには、煙発生装置が発生する全流量に対する25%の流量が流量調整弁12Bを調整することによって供給される。さらに、噴出体9の開口面には、図4(b)に示されている開口率が異なる金網20を設置しているので図3の実線で示した階段状の気体の噴出速度が、図5においては、実線で示す形状になる。そのために、噴出体9の開口面に開口率が異なる金網20を設置することによって、第1実施形態に係る図3の実線で示した階段状の噴出速度を破線で示した実際の噴出速度に近似した形状に模擬することができる。
煙を含んだ気体は、噴出体9に設置された金網20の開口率が密となった部分を通過する際には金網20の開口率が粗の部分を通過する際に比べて噴出する流量が減少する。また、無限軌道帯5とフェンダー6との間の実際の速度分布は、無限軌道帯5の直上が最大速度となりフェンダー6に向けて速度が低下し、フェンダー6の直下では0となる。そのため、噴出体9に設けられている金網20の開口率を無限軌道帯5からフェンダー6に向けて粗から密へと変化させることによって、噴出口9A,9Bの数を増やすことなく無限軌道帯5とフェンダー6との間の実際の流れに近似した再現が可能となる。
[Second Embodiment]
Next, the
The
As shown in FIG. 4A, the
FIG. 5 shows the relationship between the distance from the
In the same figure, as in FIG. 3, the flow rate of the gas containing smoke supplied to the
When the gas containing smoke passes through a portion where the opening ratio of the
なお、流量調整弁12A,12Bによる煙を含む気体の流量の調整や金網20の開口率の情報は、試験運転によって得ることができる。
In addition, the adjustment of the flow rate of the gas containing smoke by the flow
以上の通り、本実施形態に係る風洞実験設備1によれば、以下の作用効果を奏する。
煙を含む気体は、噴出体9に設置されている開口率が異なる金網20を通過することによって噴出口9A,9Bから噴出する速度が変えられる。そのために、開口率が変化する金網20を煙を含んだ気体が通過することによって噴出口9A,9Bの数を増やすことなく、実際の噴出速度に近似した速度を模擬することができる。従って、フェンダー6と無限軌道帯5との間の実際の流れに近似した再現が可能となる。
As described above, the wind tunnel experimental facility 1 according to the present embodiment has the following operational effects.
The speed at which the gas containing smoke is ejected from the
なお、本実施形態では、車両2は、実車両相当として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく模型車両としても良い。
In the present embodiment, the
1 風洞実験設備
2 車両
3 流れ場の再現手段
5 無限軌道帯(車輪)
6 フェンダー
8 トレーサ用流体供給装置
9 噴出体
9A,9B 噴出口
1 Wind
6
Claims (4)
フェンダーと車輪とを有する車両と、
を備える風洞実験設備において、
前記流れ場の再現手段は、前記フェンダーと前記車輪との間に設けられるとともに複数の噴出口が形成された噴出体と、前記トレーサを含む流体を前記噴出体に供給するトレーサ用流体供給装置とを備え、
前記トレーサ用流体供給装置は、前記トレーサを含む流体の流量を前記車輪の直上の前記噴出口から前記フェンダーの直下の前記噴出口に向かって減少させるように調整されることを特徴とする風洞実験設備。 A means for reproducing the flow field by a tracer that flows along with the flow of fluid flowing in the wind tunnel,
A vehicle having a fender and wheels;
In the wind tunnel experimental facility equipped with
The flow field reproduction means includes a jet body provided between the fender and the wheel and formed with a plurality of jet ports, and a fluid supply device for a tracer that supplies a fluid including the tracer to the jet body. With
Wind tunnel experiment characterized in that the fluid supply device for the tracer is adjusted so as to decrease the flow rate of the fluid containing the tracer from the jet outlet immediately above the wheel toward the jet outlet immediately below the fender. Facility.
The wind tunnel experimental facility according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle uses an endless track as the wheel.
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