JP2016200505A - 境界層制御装置及びこれを用いる風洞試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種試験を効率よく実行することができる境界層制御装置及びこれを用いる風洞試験装置を提供すること。
【解決手段】送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、測定室の測定領域よりも送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、吸い込みダクトと接続し、吸い込みダクトを介して測定室の空気を吸引する吸引機と、吸い込みダクトの床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有する。貫通孔は、測定室の空気の流れ方向に並んで形成され、測定室側の表面の開口面積が、吸引機側の表面の開口面積よりも大きい。
【選択図】図４

Description

本発明は、境界層制御装置及びこれを用いる風洞試験装置に関する。

気流に対する特性を試験する風洞試験装置が使用されている。風洞試験装置は、装置の一端側に送風機が設けられており、この送風機を駆動して風洞内に空気の流れを形成し、計測領域で各種特性を計測するようになっている。風洞試験装置では、走行状態の車両の特性の試験を行うために、試験条件と実際の走行状態で差が生じる風洞の床界面の境界層の特性を制御する境界層制御装置を備えているものがある。

特許文献１には、環状に連続する送風路を通じて、送風機によりジェット空気を循環回流させ、吹出口を通じて測定部にジェット空気を吹き出す際、ジェット空気の主流空気が床界面側で発生する境界層をジェット空気の主流方向に対して鉛直軸方向に吸い込み、排出する吸い込みダクトを有する風洞境界層制御装置が記載されている。特許文献１に記載の風洞境界層制御装置は、吸い込みダクト内に吸込まれたジェット空気の淀み圧を低減し、ジェット空気の主流方向の流れの阻害を低減する。

特開２００９−１５６６９５号公報

ここで、風洞試験装置は、特許文献１のように境界層制御装置を用いることで、風洞の床境界面である境界層の気体の流れを制御することができ、風洞試験の再現性を高くすることができる。ここで、風洞試験装置は、空気の流れを解析する試験に加え、騒音の発生状態を計測する試験を行う場合がある。この場合、境界層制御装置を停止した状態で試験を行うが、境界層制御装置の構造に起因して音が発生する場合がある。これに対して、吸い込み口を塞ぐことで、騒音の発生を抑制することができるが、作業が発生するため手間となり、かつ、作業時間も生じるため効率が低下する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、各種試験を効率よく実行することができる境界層制御装置及びこれを用いる風洞試験装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明は、送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、前記貫通孔は、前記測定室の空気の流れ方向に並んで形成され、前記測定室側の表面の開口面積が、前記吸引機側の表面の開口面積よりも大きいことを特徴とする。

ここで、前記貫通孔は、開口面積が、前記測定室側の表面から前記吸引機側の表面に向かって徐々に小さくなることが好ましい。

また、前記貫通孔は、前記測定室側の表面の開口と前記吸引機側の表面の開口とを結んだ線と、中心線とのなす角が３０°以上であることが好ましい。

また、前記貫通孔は、前記測定室側の端部に面取部が形成されていることが好ましい。

上述した課題を解決するための本発明は、送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、前記貫通孔は、前記測定室側の端部に面取部が形成され、前記面取部は、前記貫通孔の空気の流れ方向の幅の１５％以上の深さで形成されていることを特徴とする。

また、前記面取部は、前記貫通孔の中心側に凸であり、前記測定室側の表面との接続位置において、前記測定室側の表面と接線が重なる曲面であることが好ましい。

また、前記吸い込み板は、前記吸引機側の面に前記貫通孔に沿って、前記吸引機側に突出する突出部が形成されていることが好ましい。

上述した課題を解決するための本発明は、送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、前記吸い込み板は、前記吸引機側の面に前記貫通部に沿って、前記吸引機側に突出する突出部が形成されていることを特徴とする。

また、前記突出部は、前記貫通部の全周を覆っていることが好ましい。

また、前記貫通孔は、延在方向が、前記測定室の空気の流れ方向に対して傾斜し、かつ、前記吸い込みダクトの前記測定室と接続している部分の延在方向に対して傾斜していることが好ましい。

上述した課題を解決するための本発明は、送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、前記貫通孔は、延在方向が、前記測定室の空気の流れ方向に対して傾斜し、かつ、前記吸い込みダクトの前記測定室と接続している部分の延在方向に対して傾斜していることを特徴とする。

また、前記貫通孔は、断面が円形であることが好ましい。

また、前記貫通孔は、前記測定室の空気の流れ方向に直交する方向に延在するスリットであることが好ましい。

上述した課題を解決するための本発明は、風洞試験装置であって、上記のいずれかに記載の境界層制御装置と、前記境界層制御装置が接続された測定室と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、吸込口に配置した吸い込み板で、吸引時は、空気を適切に吸い込むことができ、停止時は、騒音の発生を抑制することができる。これにより、各種試験を効率よく実行することができることができる。

図１は、風洞試験装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、境界層制御装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、境界層制御装置の一部を拡大して示す上面図である。 図４は、境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。 図５は、境界層制御装置の吸い込み板の他の例を示す上面図である。 図６は、境界層制御装置の吸い込み板の他の例を示す上面図である。 図７は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。 図８は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。 図９は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。 図１０は、突出部の概略構成を示す斜視図である。 図１１は、突出部の概略構成を示す斜視図である。 図１２は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。 図１３は、貫通孔の他の形状の一例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜組み合わせることが可能である。

本実施形態に係る境界層制御装置を有する風洞試験装置について図面を参照して説明する。図１は、風洞試験装置の概略構成を示す模式図である。

風洞試験装置１０は、風洞１２と、ファン（送風機）１３と、境界層制御装置１４と、を有する。風洞１２は、空気が流れる経路であり、送風路１５と、測定室１７と、を有する。送風路１５は、複数、本実施形態では４か所で折り曲げられた管路であり、一方の端部が吸込口（コレクタ）２０となり、他方の端部が吹出口２２となる。送風路１５は、吸込口２０と吹き出し口２２とが対面している。

また、風洞１２は、送風路１５の４か所の折れ曲がり部、つまりコーナー部にコーナーベーン２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが設けられている。コーナーベーン２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、送風路１５を流れる空気の向きを上流側の向きから下流側の向きに案内する機構である。本実施形態では、吸込口２０から吹出口２２に向かって、コーナーベーン２６ｃ、２６ｄ、２６ａ、２６ｂの順で配置されている。送風路１５は、コーナーベーン２６ｃ、２６ｄ、２６ａ、２６ｂで空気を案内することで、送風路１５内での抵抗を低減している。

測定室１７は、送風路１５の両端が挿入された部屋である。測定室１７は、吸込口２０と吹出口２２とが内部に露出している。測定室１７は、吸込口２０と吹出口２２との間に試験体、本実施形態では車両８が配置される測定領域２７が設けられている。このように、風洞１２は、送風路１５の両端が測定室１７と接続されており、送風路１５と測定室１７とで、空気が循環する経路を形成している。

ファン（送風機）１３は、送風路１５の内部に配置されている。具体的には、コーナーベーン２６ｄとコーナーベーン２６ａとの間に配置されている。ファン１３は、コーナーベーン２６ｄからコーナーベーン２６ａに向けて空気を送ることで、コーナーベーン２６ａ、コーナーベーン２６ｂ、吹出口２２、測定室１７、吸込口２０、コーナーベーン２６ｃ、コーナーベーン２６ｄの順で送風路１５と測定室１７とを循環する空気の流れであるジェット空気３０を形成する。

また、風洞試験装置１０は、吹出口２２とコーナーベーン２６ｂとの間、つまり、ジェット空気３０の流れ方向において、ファン１３よりも下流側で、かつ、吹出口２２の上流側に空気冷却装置（熱交換器）２８と整流部２９を備えている。整流部２９は、空気冷却装置２８よりも下流側に配置されている。空気冷却装置２８は、測定室１７に供給するジェット空気３０の温度を調整する。整流部２９は、例えば、整流金網と整流格子とを有し、流れるジェット空気３０を整流する。整流部２９で整流することで、吹出口２２から吹き出し測定室１７に供給するジェット空気３０を整流化することができる。

風洞試験装置１０は、ファン（送風機）１３を駆動し、風洞１２内に空気の流れを形成する。具体的には、ファン１３で送風路１５内に一方向に流れるジェット空気３０の流れを形成することで、測定室１７内の空気を吸込口２０から収集し、送風路１５を通過させて、整流部２９で整流した後、吹出口２２から測定室１７に対してジェット空気３０を吹き出すことができる。これにより、測定領域２７の車両８にジェット空気３０を吹き付けることができる。風洞試験装置１０は、ファン１３により測定領域２７に吹き付けるジェット空気３０の風速を調整することができる。

風洞試験装置１０は、測定室１７の測定領域２７に車両８を設置し、さらに測定機器を設置し、車両８にジェット空気３０を吹き付けた状態での各種計測パラメータを計測することで、風速分布、騒音などの各種試験を行うことができる。

なお、風洞試験装置１０では、風速の制御を、インレットガイドベーンによるファン吸い込み流量の制限、ダンパによるファン吐出流量の制限、ファン１３の可変ピッチによる流量の制御などで行ってもよい。

次に、図１に加え、図２から図４を用いて、境界層制御装置１４について説明する。図２は、境界層制御装置の概略構成を示す模式図である。図３は、境界層制御装置の一部を拡大して示す上面図である。図４は、境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。なお、図４は、貫通孔の形状をわかりやすく示すため、貫通孔を大きく模式化している。

境界層制御装置１４は、ジェット空気３０の測定室１７内での流れ方向４２、つまり吹出口２２から吸込口２０に向かう方向において、吹出口２２と測定領域２７との間の測定室１７の床面４０と接続されている。境界層制御装置１４は、床面４０と接続されている位置に床面吸込口３８が形成され、測定室１７内の空気を吸引することができる。境界層制御装置１４は、吸い込みダクト３２と、ポンプ（吸引機）３４と、吸い込み板３６と、を有する。

吸い込みダクト３２は、床面４０に形成された開口である床面吸込口３８と接続している。吸い込みダクト３２は、床面吸込口３８との接続部を含む部分が、流れ方向４２に対して直交する方向に延在している。つまり吸い込みダクト３２は、床面４０に対して直角に接続されている。ポンプ３４は、吸い込みダクト３２の空気を吸引し、流れ方向４４の流れ、つまり床面吸込口３８から吸い込みダクト３２の他方の端部への空気の流れを形成する。

吸い込み板３６は、吸い込みダクト３２と測定室１７との接続部、つまり床面吸込口３８に設けられている。吸い込み板３６は、床面吸込口３８の全面に設けられ、床面吸込口３８を塞いでいる。吸い込み板３６は、１枚の板でも複数の板を並列に配置してもよい。吸い込み板３６は、図３に示すように複数の貫通孔６０が形成されている。貫通孔６０は、一方の端部が吸い込み板３６の測定室１７に露出している測定室側表面６２に開口し、他方の端部が吸い込みダクト３２に露出しているポンプ側表面６４に開口している。つまり貫通孔６０は、測定室１７と吸い込みダクト３２とを繋いでいる。貫通孔６０は、断面が円となる穴であり、千鳥格子状に二次元配置されている。つまり、吸い込み板３６は、流れ方向４２に貫通孔６０が複数並んで形成され、流れ方向４２に直交する方向に複数並んで形成される。

本実施形態の貫通孔６０は、流れ方向４２に沿った断面、流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において、測定室側表面６２の開口の開口面積が、ポンプ側表面６４の開口の開口面積よりも大きい形状となる。貫通孔６０は、開口の表面となる断面６６が、直線となる。本実施形態の貫通孔６０は、断面における開口の形状が台形となる。

ここで、風洞試験装置１０は、吹出口２２から噴出するジェット空気３０が主流空気（定常流量）による主流層５０の他に主流層５０と測定室１７の床面４０との間で抵抗が生じるために風速が遅れた境界層５２が床面６０に沿って生じる。そのため、車両８の風速分布の試験を行う際、境界層５２の影響を受けることとなる。また、境界層５２とは、床面表面付近の主流空気の流れにおいて、速度が床面表面上から主流空気の流速にまで急激に変化する範囲の層をいい、例えば主流空気の流速を１００％とした時、流速が９９％以下に減速する層をいう。

これに対して、境界層制御装置１４は、ポンプ３４を駆動し、吸い込みダクト３２を介して測定室１７の空気を床面吸込口３８から吸引することで、吹出口２２から噴出し、流れ方向４２に流れるジェット空気３０の境界層５２部分の一部を、流れ方向４６に示すように、流れ方向４２に対して直角の流れ方向４４に吸い込むことで、境界層２３の影響を低減することができる。また、境界層制御装置１４は、貫通孔６０を測定室側表面６２の開口の開口面積が、ポンプ側表面６４の開口の開口面積よりも大きい形状とすることで、貫通孔６０通過時の流れを漸近圧縮流れとすることができ、測定室１７から吸い込みダクト３２に空気が流入しやすい状態とすることができる。

次に、風洞試験装置１０は、騒音等を計測する試験を行う場合、境界層制御装置１４のポンプ３４を停止させる。この場合、ジェット空気３０が流れ方向４２に流れ、流れ方向４４の流れは生じない。また、境界層制御装置１４は、貫通孔６０を測定室側表面６２の開口の開口面積が、ポンプ側表面６４の開口の開口面積よりも大きい形状とすることで、流れ方向４８に示す吸い込みダクト３２から測定室１７に向かって空気が貫通孔６０を通過する場合、流れが急拡大流れとなり、空気が流れにくくなる。これにより、ポンプ３４が停止している場合、流れ方向４２のジェット空気３０の流れに吸引されて、吸い込みダクト３２内の空気が測定室１７に流入する空気の流れが形成されることを抑制できる。

以上より、境界層制御装置１４は、流れ方向４６に流れる場合の圧力損失を、流れ方向４８に流れる場合の圧力損失よりも小さくすることができるため、ポンプ３４の運転時の流動抵抗を増加させることなく、ポンプ３４の停止時の流れ方向４８の流速を減速させることが可能となる。ここで、測定室１７の内部と吸い込みダクト３２の圧力差は同じであるため、急拡大流れとし、圧力損失を大きくすることで、流速を減速させることができる。

貫通孔６０は、流れ方向４２に沿った断面、つまり流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において、開口の表面となる断面６６と、貫通孔６０の軸方向（延在方向、水平方向の面の中点を結んだ線）とのなす角θが３０°以上であることが好ましい。つまり断面６６と断面６６の延長の交点でのなす角θａが６０°以上であることが好ましい。貫通孔６０の角度θを３０°以上とすることで、漸近圧縮流れと、急拡大流れを好適に形成することができる。

貫通孔６０は、流れ方向４２に沿った断面、つまり流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において、貫通孔６０の長さ（貫通孔の水平方向の面の中点を結んだ線の長さ）をｔとし、ポンプ側表面６４における開口の距離をｄとした場合、（ｔ／ｄ）≦０．５であることが好ましい。これにより、漸近圧縮流れと、急拡大流れを好適に形成することができる。

また、吸い込み板３６は、開口率つまり、貫通孔６０を含む測定室側表面６２の面積に対する、測定室側表面６２での貫通孔６０の面積の合計を、２０％以上３０％以下とすることが好ましい。これにより、吸い込み板３６の貫通孔６０に適切な量の空気を流入させることを可能にしつつ、圧力損失の増大も抑制することができる。

ここで、吸い込み板３６では、貫通孔６０を水平面の断面が円となる形状としたがこれに限定されない。貫通孔６０は、水平面の断面が楕円となる形状としてもよい。

図５は、境界層制御装置の吸い込み板の他の例を示す上面図である。図５に示す吸い込み板３６ａは、貫通孔６０ａが流れ方向４２に沿って複数形成されている。貫通孔６０ａは、流れ方向４２に直交する方向に延在した細長い穴、いわゆるスリットとなる。吸い込み板３６ａは、スリットとなる貫通孔６０ａを流れ方向４２に形成することでも、貫通孔６０ａを流れ方向４２の断面において同様の形状とすることで、同様の効果を得ることができる。

図６は、境界層制御装置の吸い込み板の他の例を示す上面図である。吸い込み板３６ｂは、複数の貫通孔６０ｂが形成されている。貫通孔６０ｂは、断面が矩形となる穴であり、格子状に二次元配置されている。つまり、吸い込み板３６は、流れ方向４２に貫通孔６０ｂが複数並んで形成され、流れ方向４２に直交する方向に複数並んで形成される。このように、貫通孔６０ｂの断面を矩形としても、流れ方向４２の断面において同様の形状とすることで、同様の効果を得ることができる。なお、貫通孔は、矩形以外の多角形としてもよい。

次に、図７から図１３を用いて境界層制御装置の他の例、具体的には、貫通孔の他の例について説明する。境界層制御装置は、流れ方向４６に流れる場合の圧力損失が、流れ方向４８に流れる場合の圧力損失よりも小さくなり、流れ方向４６の流れと流れ方向４８の流れとが不可逆な流れとなる種々の形状を用いることができる。また、境界層制御装置は、上述及び後述する貫通孔の特徴を１つ備える形状としても複数備える形状としてもよい。つまり、貫通孔は、複数の例を組み合わせた形状とすることもできる。

図７は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。図７に示す境界層制御装置１１４は、吸い込み板１３６を有する。なお、境界層制御装置１１４の吸い込み板１３６以外の構造は、境界層制御装置１４と同様であるので、説明を省略する。吸い込み板１３６は、測定室側表面１６２とポンプ側表面１６４とに貫通した貫通孔１６０が形成されている。貫通孔１６０は、流れ方向４２に沿った断面、つまり流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において、測定室側表面１６２に面取部１８０が形成され、面取部１８０以外の部分の幅ｄが一定となる穴である。面取部１８０は、貫通孔１６０の中央側に凸で曲率半径がＲのＲ形状である。面取部１８０は、測定室側表面１６２の表面と滑らかに接続されている。つまり、面取部１８０は、測定室側表面１６２側の端部が測定室側表面１６２と平行な点となり、接線が重なる。

境界層制御装置１１４は、貫通孔１６０の測定室側表面１６２側に面取部１８０を設けることで、貫通孔１６０を測定室側表面１６２の開口の開口面積が、ポンプ側表面１６４の開口の開口面積よりも大きい形状とすることができ、貫通孔１６０通過時の流れを漸近圧縮流れとすることができる。また、境界層制御装置１１４は、貫通孔１６０の測定室側表面１６２側に面取部１８０を設けることで、ポンプ３４の停止時に流れ方向４２に流れるジェット気流３０が、貫通孔１６０の測定室側表面１６２側に沿って通過した場合も貫通孔１６０の側面近傍の流れ１５０に対して流れの剥離が生じることを抑制することができる。これにより、貫通孔１６０の周囲での局所的な流れの静圧低下を抑制することができ、吸い込み板１３６の測定室側表面１６２とポンプ側表面１６４との間の圧力差が大きくなることを抑制することができる。これにより、測定室側表面１６２からポンプ側表面１６４に向けた空気の流れの発生を抑制することができる。さらに、ジェット空気３０の流れ方向４２の流れが剥離することを抑制できることで、剥離による騒音を抑制することができる。

ここで、面取部１８０は、曲率半径Ｒと幅ｄとの関係が、Ｒ≧０．１５ｄを満たすことが好ましい。これにより、測定室側表面１６２に沿った流れ１５０の剥離をより抑制することができる。

ここで、上記実施形態では、面取部１８０を曲面として、貫通孔１６０の測定室１７側の形状を、ポンプ３４側に向かうにしたがって、幅の変化量が小さくなるベルマウス形状としたがこれに限定されない。ここで、貫通孔１６０は、面取部１８０の形状とすることで、流れ１５０の剥離をより好適に抑制することができ、ポンプ３４側に向かう空気の流れの抵抗をより低減することができる。面取部１８０は、Ｒ形状を楕円としてもよい。また、円と直線を組み合わせてもよい。

図８は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。図８に示す境界層制御装置１１４ａは、吸い込み板１３６ａを有する。なお、境界層制御装置１１４ａの吸い込み板１３６ａ以外の構造は、境界層制御装置１４、１１４と同様であるので、説明を省略する。吸い込み板１３６ａは、測定室側表面１６２とポンプ側表面１６４とに貫通した貫通孔１６０ａが形成されている。貫通孔１６０ａは、流れ方向４２に沿った断面、つまり流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において、測定室側表面１６２に面取部１８０ａが形成され、面取部１８０ａ以外の部分の幅ｄが一定となる穴である。面取部１８０ａは、測定室側表面１６２に対して４５°傾斜した傾斜面である。

このように、貫通孔１６０ａの測定室側表面１６２側に面取部１８０ａを設けることで、Ｒ形状の面取部１８０よりも剥離の抑制効果は低減するが、剥離を抑制することができる。

ここで、面取部１８０ａは、貫通孔１６０ａの深さ方向の距離ｄａと幅ｄとの関係が、ｄａ≧０．１５ｄを満たすことが好ましい。これにより、測定室側表面１６２に沿った流れ１５０の剥離をより抑制することができる。

図９は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。図１０は、突出部の概略構成を示す斜視図である。図９に示す境界層制御装置２１４は、吸い込み板２３６を有する。なお、境界層制御装置２１４の吸い込み板２３６以外の構造は、境界層制御装置１４と同様であるので、説明を省略する。吸い込み板２３６は、測定室側表面２６２とポンプ側表面２６４とに貫通した貫通孔２６０が形成されている。貫通孔２６０は、流れ方向４２に沿った断面、つまり流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において幅Ｄが一定となる穴である。吸い込み板２３６は、ポンプ側表面２６４に突出部２８０が形成されている。突出部２８０は、貫通孔２６０の開口の周囲を覆う円筒である。突出部２８０は、貫通孔２６０にはめ込んで固定しても、吸い込み板２３６の溶接で固定してもよい。

境界層制御装置２１４は、突出部２８０を設けることで、測定室側表面２６２からポンプ側表面２６４に向けた流れに対する抵抗（圧力損失）を増加させずに、ポンプ側表面２６４から測定室側表面２６２に向けた流れに対する抵抗を増加させることができる。具体的には、図９及び図１０に示すように、突出部２８０の内側の貫通孔２６０と繋がっている部分に流入する流れ２５０はそのまま、貫通孔２６０に流入する。これに対して、ポンプ側表面２６４の貫通孔２６０以外の部分に向かって流れる空気は、流れ２５２に示すように、突出部２８０の間に流入した後、ポンプ側表面２６４側に跳ね返って戻った後、突出部２８０に流入する。これにより、突出部２８０がポンプ側表面２６４から測定室側表面２６２に向けた流れの抵抗となり、ポンプ側表面２６４から測定室側表面２６２に向けて空気が流れにくくなる。これにより、ポンプ３４の駆動時、停止時ともに所望の空気の流れを形成することができる。

ここで、境界層制御装置２１４は、貫通孔２６０の軸方向における貫通孔２６０の幅をｄとし、突出部２８０の長さＬとした場合、幅ｄと長さＬの関係がＬ／ｄ≧０．１を満たす。これにより、突出部２８０に抵抗としての機能を確実に発生させることができる。

図１１は、突出部の概略構成を示す斜視図である。上記実施形態では、ポンプ３４の駆動時、停止時ともにより所望の空気の流れを形成することができるため、突出部２８０が貫通孔２６０の全周を覆った形状としたが、これに限定されない。図１１に示す境界層制御装置２１４ａの吸い込み板２３６ａは、突出部２８０ａが２つの板部２８２に分割されている。板部２８２は、貫通孔２６０を囲うように配置されている。板部２８２と板部２８２との間には隙間が形成されている。つまり突出部２８０ａは、切り欠きが形成され、貫通孔２６０を囲っていない部分がある。このように、隙間が形成されることで、ポンプ側表面２６４から測定室側表面２６２に向かう空気の流れの抵抗としての機能は低減するが、突出部を設けない場合よりもポンプ側表面２６４から測定室側表面２６２に向けて空気が流れにくくすることができる。なお、突出部は、貫通孔２６０の外縁の５０％以上の領域に設けることが好ましい。これにより、抵抗としての機能を確実に発生させることができる。

図１２は、他の例の境界層制御装置の吸い込み板と吸い込みダクトとを示す断面図である。図１２に示す境界層制御装置３１４は、吸い込み板３３８を有する。なお、境界層制御装置３１４の吸い込み板３３６以外の構造は、境界層制御装置１４と同様であるので、説明を省略する。吸い込み板３３６は、測定室側表面３６２とポンプ側表面３６４とに貫通した貫通孔３６０が形成されている。貫通孔３６０は、流れ方向４２に沿った断面、つまり流れ方向４２及び床面４０に直交する方向を含む面において幅が一定となる穴である。貫通孔３６０は、中心線が流れ方向４２に直交する方向及び吸い込みダクト３２の床面吸込口３８側の壁面に対して、測定室側表面３６２からポンプ側表面３６４に向かうにしたがって流れ方向４２の下流側に移動する方向に傾斜している。貫通孔３６０は、中心線が流れ方向４２に対して角度θ_１傾斜し、かつ、中心線が吸い込みダクト３２の床面吸込口３８側の壁面に対して角度θ_２傾斜している。角度θ１と角度θ_２は、０°より大きい角度である。また、流れ方向４２とダクト３２の床面吸込口３８側の壁面とは直角となる。

境界層制御装置３１４は、貫通孔３６０の中心線が流れ方向４２に直交する方向及び吸い込みダクト３２の床面吸込口３８側の壁面に対して測定室側表面３６２からポンプ側表面３６４に向かうにしたがって流れ方向４２の下流側に移動する方向に傾斜していることで、測定室側表面３６２からポンプ側表面３６４に向かう流れ３４６と流れ方向４２との角度が９０°未満となる。これにより、ジェット空気３０が貫通孔３６０に流入する際に生じる抵抗を小さくすることができる。また、境界層制御装置３１４は、貫通孔３６０の中心線が流れ方向４２に直交する方向及び吸い込みダクト３２の床面吸込口３８側の壁面に対して測定室側表面３６２からポンプ側表面３６４に向かうにしたがって流れ方向４２の下流側に移動する方向に傾斜していることで、ポンプ側表面３６４から測定室側表面３６２に向かう流れ３４８が、吸い込みダクト３２から貫通孔３６０に流入する際に角度θ分方向が変化するため、流入時の抵抗となる。また、貫通孔３６０から測定室１７に噴出する際に、流れ方向４２と平行な方向における向きが逆となる。これにより、貫通孔３６０から噴出する流れとジェット空気３０との流れの衝突が発生し、淀み圧が生じて、流れの圧力損失を増加させることができ、ポンプ側表面３６４から測定室側表面３６２に向かって空気が流れにくくすることができる。ポンプ３４の運転時の流動抵抗を増加させることなく、ポンプ３４の停止時の流れ方向４８の流速を減速させることが可能となる。

図１３は、貫通孔の他の形状の一例を示す断面図である。図１３に示す境界層制御装置３１４ａの吸い込み板３３６ａの貫通孔３６０ａは、中心線が流れ方向４２に直交する方向及び吸い込みダクト３２の床面吸込口３８側の壁面に対して、測定室側表面３６２からポンプ側表面３６４に向かうにしたがって流れ方向４２の下流側に移動する方向に傾斜している。また、貫通孔３６０ａは、第１孔３８０と第２孔３８２とが繋がった形状である。第１孔３８０と第２孔３８２とは、それぞれの中心線が流れ方向４２に直交する方向及び吸い込みダクト３２の床面吸込口３８側の壁面に対する角度が異なる角度となる。第１孔３８０は、流れ方向４２とのなす角が、第２孔３８２よりも小さい角度となる。

境界層制御装置３１４ａは、貫通孔３６０ａにも屈曲部を設けることで、ポンプ３４の停止時にポンプ側表面３６４から測定室側表面３６２に向かう流れの抵抗をより大きくすることができ、流れ方向４８の流速を減速させることが可能となる。また、境界層制御装置３１４ａは、貫通孔３６０ａにも屈曲部を設けた場合でもポンプ３４を稼動させることで、測定室側表面３６２からポンプ側表面３６４に空気を吸引できるため、空気の吸引量を調整することができ、境界層を好適に制御することができる。

８ 車両
１０ 風洞試験装置
１２ 風洞
１３ ファン
１４ 境界層制御装置
１５ 送風路
１７ 測定室
２０ 吸込口
２２ 吹出口
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ コーナーベーン
２７ 測定領域
２８ 空気冷却装置
２９ 整流部
３０ ジェット空気
３２ 吸い込みダクト
３４ ポンプ（吸引機）
３６ 吸い込み板
３８ 床面吸込口
４０ 床面
５０ 主流層
５２ 境界層
６０ 貫通孔
６２ 測定室側表面
６４ ポンプ側表面

Claims (14)

1. 送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、
   前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、
   前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、
   前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、
   前記貫通孔は、前記測定室の空気の流れ方向に並んで形成され、前記測定室側の表面の開口面積が、前記吸引機側の表面の開口面積よりも大きいことを特徴とする境界層制御装置。
2. 前記貫通孔は、開口面積が、前記測定室側の表面から前記吸引機側の表面に向かって徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の境界層制御装置。
3. 前記貫通孔は、前記測定室側の表面の開口と前記吸引機側の表面の開口とを結んだ線と、中心線とのなす角が３０°以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の境界層制御装置。
4. 前記貫通孔は、前記測定室側の端部に面取部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の境界層制御装置。
5. 送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、
   前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、
   前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、
   前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、
   前記貫通孔は、前記測定室側の端部に面取部が形成され、
   前記面取部は、前記貫通孔の空気の流れ方向の幅の１５％以上の深さで形成されていることを特徴とする境界層制御装置。
6. 前記面取部は、前記貫通孔の中心側に凸であり、前記測定室側の表面との接続位置において、前記測定室側の表面と接線が重なる曲面であることを特徴とする請求項４または５に記載の境界層制御装置。
7. 前記吸い込み板は、前記吸引機側の面に前記貫通部に沿って、前記吸引機側に突出する突出部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の境界層制御装置。
8. 送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、
   前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、
   前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、
   前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、
   前記吸い込み板は、前記吸引機側の面に前記貫通部に沿って、前記吸引機側に突出する突出部が形成されていることを特徴とする境界層制御装置。
9. 前記突出部は、前記貫通孔の全周を覆っていることを特徴とする請求項７または８に記載の境界層制御装置。
10. 前記貫通孔は、延在方向が、前記測定室の空気の流れ方向に対して傾斜し、かつ、前記吸い込みダクトの前記測定室と接続している部分の延在方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の境界層制御装置。
11. 送風路と接続され、前記送風路から空気が供給される測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続された境界層制御装置であって、
    前記測定室の測定領域よりも前記送風路側の床面に接続した吸い込みダクトと、
    前記吸い込みダクトと接続し、前記吸い込みダクトを介して前記測定室の空気を吸引する吸引機と、
    前記吸い込みダクトの前記床面側の端面の全面に配置され、複数の貫通孔が形成された吸い込み板と、を有し、
    前記貫通孔は、延在方向が、前記測定室の空気の流れ方向に対して傾斜し、かつ、前記吸い込みダクトの前記測定室と接続している部分の延在方向に対して傾斜していることを特徴とする境界層制御装置。
12. 前記貫通孔は、断面が円形であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の境界層制御装置。
13. 前記貫通孔は、前記測定室の空気の流れ方向に直交する方向に延在するスリットであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の境界層制御装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の境界層制御装置と、
    前記境界層制御装置が接続された測定室と、を有することを特徴とする風洞試験装置。

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