JP2838583B2 - 風洞試験用境界層制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、風速分布などを試験するために用いられ
る風洞試験装置に係り、特に、風洞内の境界層制御を空
気の吹き出し、吸い込みを利用して行うようにした風洞
試験用境界層制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、風速分布などを試験するために風洞試験装置が
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、この風速機を駆動して所望の風速を作り、これを
風洞内に送風するようになっている。また、風洞内には
風速分布に応じて境界層を調整するために、風速分布に
影響を与える要因として風速分布に応じた多数のブロッ
クを製作し、この多数のブロックを風洞内に並べ、これ
に上記の送風機から風速を供給している。

そして、風速分布を測定しながら、ブロックの配置を
調整し、目標の風速分布になるまでこの繰り返し作業を
行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、境界層を調整するために風洞内に配置
されるブロックは多数であるため、その調整には多大の
時間と労力を必要としていた。

また、境界層を調整するためにブロックの配置を自動
化する場合には、その構造が複雑となり、高価になる欠
点があった。

この発明は、上記のような問題点に鑑み、その問題点
を解決すべく創案されたものであって、その目的とする
ところは、風洞試験装置内の境界層可変生成筒体の上流
側に空気吹き出し用のノズルと空気吸い込み用のノズル
を、高さおよび方向を可変自在に臨ませた構成により、
風速分布を測定しながら空気の吹き出し量、吸い込み量
を調整し、又空気の吹き出し位置の高さや方向を調整し
て、短時間にしかも多大な労力を要することなく境界層
の調整を行うことのできる風洞試験用境界層制御装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するためにこの発明は、風洞試験装
置内の境界層可変生成筒体の上流側に空気吹き出し用の
ノズルと空気吸い込み用のノズルを、高さおよび方向を
可変自在に臨ませた構成よりなるものである。

〔作用〕

以上のような構成を有するこの発明は次のように作用
する。

すなわち、風洞試験用装置内の境界層可変生成筒体の
上流側に空気吹き出し用のノズルと空気吸い込み用のノ
ズルを、高さおよび方向を可変自在に臨ませた構成によ
り、送風機で作られた風洞内に供給された一様な風速分
布は、空気吹き出し用のノズルから吹き出された空気に
よって、空気吹き出し側の境界層の一様な空気の流れが
変わり、これによって境界層の風速分布を変えることが
できるように作用する。

また、送風機で作られ風洞内に供給された一様な風速
分布は、空気吸い込み用のノズルによって吸引された空
気によって、空気吸い込み側の境界層の一様な空気の流
れが変わり、これによって境界層の風速分布を変えるこ
とができるように作用する。

〔実施例〕

以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発明をより
具体的に説明する。

ここで、第１図は風洞試験装置の側断面図、第２図は
要部の切り欠き斜視図、第３図は方向可変の側面図、第
４図は高さ可変の側面図である。

図において、風洞試験装置１は風速分布ｆなどを試験
するための装置で、該風洞試験装置１は細長い円筒体か
らなり、その一端側の風洞内には送風機２が設けられて
いる。又送風機２の上方の風洞試験装置１の外面には送
風機２を駆動させる駆動モーター３が取り付けられてい
る。

風洞試験装置１は送風機２が設けられた端部に下流側
に向かって内径がテーパー状に拡大した拡張筒体1aが形
成され、又該拡張筒体1aに隣接してその下流側には整流
筒体1bが形成されている。整流筒体1bの内部には送風機
２で発生した風速を一様な風速分布ｆにするために整流
器４が取り付けられている。又整流筒体1bに隣接してそ
の下流側には縮小筒体1cが形成されている。この縮小筒
体1cは下流側に向かって内径がテーパー状に縮小して形
成されている。

縮小筒体1cには煙吹き出しノズル５がその下流側寄り
に取り付けられている。縮小筒体1cに隣接してその下流
側には境界層可変生成筒体1dが形成されている。この境
界層可変生成筒体1dの底面には、空気吹き出しノズル６
と空気吸い込みノズル７が風洞内に臨んで取り付けられ
ている。

空気吹き出しノズル６は、風洞試験装置１の境界層可
変生成筒体1d内に空気を強制的に吹き入れて、その吹き
入れた空気によって境界層可変生成筒体1d内を一様に流
れる風速分布ｆに乱れを生じさせ、風速分布ｆの境界層
を変える機能を果たすものである。また、空気吸い込み
ノズル７は、風洞試験装置１の境界層可変生成筒体1d内
から空気を強制的に吸出して、その吸出しによって境界
層可変生成筒体1d内を一様に流れる風速分布ｆに乱れを
生じさせ、風速分布ｆの境界層を変える機能を果たすも
のである。

空気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズル７
は、各々その先端が境界層可変生成筒体1dの下面に形成
された孔を挿通して上向きに臨んでいる。この空気吹き
出しノズル６には該ノズル６に空気を強制的に供給する
送風器6aが接続されている。また、空気吸い込みノズル
７には該ノズル７から空気を強制的に吸引する機能を果
たす送風器7aが接続されている。これらの空気吹き出し
ノズル６および空気吸い込みノズル７は、各々その高さ
および方向が可変自在に構成されている。

このうち、空気吹き出しノズル６および空気吸い込み
ノズル７の方向を変える構造は次のようになっている。

即ち、空気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズ
ル７は、各々その先端側がピン連結８されており、又ノ
ズル6,7の下部には該ノズル6,7を水平方向に移動させる
ためのナット９が取り付けられている。ナット９には水
平方向にボルト10が螺合しており、このボルト10の端部
は該ボルト10を回転させるモーター11に連動連結してい
る。

空気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズル７は
このピン連結８を中心に上下回りに回動できるように支
持されている。即ち、モーター11を回転させてボルト10
を回すと、ボルト10と螺合しているナット９はボルト10
に上を螺子運動して水平方向に移動する。このとき、空
気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズル７はその
先端側がピン連結８されているため、ノズル6,7はこの
ピン連結８を中心に上下方向に回動し、ノズル6,7の方
向を自由に変えることができる。

この空気吹き出しノズル６の方向を調整することによ
って、該ノズル６から強制的に吹き出させる空気の吹き
出し方向を変えることができ、これにより、風速分布ｆ
の境界層を変えることができる。同様に、この空気吸い
込みノズル７の方向を調整することによって、該ノズル
７から強制的に吸引させる空気の吸引方向を変えること
ができ、これにより、風速分布ｆの境界層を変えること
ができる。

また、空気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズ
ル７の高さを変える構造は次のようになっている。

即ち、空気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズ
ル７は、各々その下部側が支持板12に支持されており、
又支持板12は該支持板12を上下方向に移動させるための
ナット13が取り付けられている。ナット13には上下方向
にボルト14が螺合しており、このボルト14の下端は該ボ
ルト14を回転させるモーター15に連動連結している。

空気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズル７は
この支持板12に上下方向に移動できるように支持されて
いる。即ち、モーター15を回転させてボルト14を回す
と、ボルト14を螺合しているナット13はボルト14上で螺
子運動して上下方向に移動する。このとき、空気吹き出
しノズル６および空気吸い込みノズル７はその下部が支
持板12に支持されているため、ノズル6,7はこの支持板1
2と一体となって上下方向に移動し、ノズル6,7の高さを
自由に変えることができる。

この空気吹き出しノズル６の高さを調整することによ
って、該ノズル６から強制的に吹き出させる空気の吹き
出し高さを変えることができ、これにより、風速分布ｆ
の境界層を変えることができる。同様に、この空気吸い
込みノズル７の高さを調整することによって、該ノズル
７から強制的に吸引させる空気の吸引高さを変えること
ができ、これにより、風速分布ｆの境界層を変えること
ができる。

上記風洞試験装置１の境界層可変生成筒体1dに隣接し
てその下流側には終部筒体1eが形成されている。境界層
可変生成筒体1dおよび終部筒体1eの側壁面には観測窓16
が形成され、外部から観測できるようになっている。

次に、上記実施例の構成に基づく作用について説明す
る。

この風洞試験装置１を用いて風速分布ｆの試験を行う
場合には、駆動モーター３を始動させて送風機２を作動
させる。送風機２の作動により、風洞試験装置１内には
空気が外部から強制的に送り込まれる。

送風機２によって強制的に送り込まれた圧縮空気は、
拡張筒体1a内で拡がって下流側に流れ、整流筒体1bを通
過する。整流筒体1b内には整流器４が設けられており、
整流筒体1bを通過する空気はこの整流器４によって一様
な風速分布ｆになり、縮小筒体1cを経て境界層可変生成
筒体1dに流れる。このとき、風速分布ｆの状態が見える
ように、縮小筒体1cの煙吹き出しノズル５から有色の煙
が吹きだされる。

境界層可変生成筒体1dを通過する空気の一様な風速分
布ｆは、該境界層可変生成筒体1dの底面に設けられた空
気吹き出しノズル６および空気吸い込みノズル７からの
空気の吹き出しおよび吸引によって乱れが生じ、第５図
に示すように境界層は変化する。

境界層の変化状態は、空気吹き出しノズル６から吹き
出す空気量によって変わり、又空気吸い込みノズル７に
よって吸引される空気量によっても変わる。空気吹き出
しノズル６から吹き出す空気量は送風器6aで調整され、
また、空気吸い込みノズル７によって吸引される空気量
は送風器7aで調整される。

空気吹き出しノズル６から空気を吹き出し、空気吸い
込みノズル７から空気を吸引する場合の風速分布ｆは、
例えば第６図に示すような分布状態になる。

また、境界層を変化させる場合、空気吹き出しノズル
６および空気吸い込みノズル７の双方を同時に作動させ
る必要はなく、空気吹き出しノズル６のみを単独に作動
させることもでき、この場合の風速分布ｆは例えば第７
図に示すような分布状態になる。これに対して、空気吸
い込みノズル７のみを単独に作動させることもでき、こ
の場合の風速分布ｆは例えば第８図に示すような分布状
態になる。

更に、境界層可変生成筒体1dの天井側にも空気吹き出
しノズル６を設け、境界層可変生成筒体1dの天井側およ
び底面側の空気吹き出しノズル６のみを作動させた場合
の風速分布ｆは、例えば第９図に示すような分布状態に
なる。

更にまた、境界層可変生成筒体1dの側壁面に空気吸い
込みノズル７を設け、側壁面から空気を吸引し、又底面
側の空気吹き出しノズル６から空気を吹き出した場合に
は、その風速分布ｆは例えば第10図に示すような分布状
態になる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をな
し得ることは勿論である。

例えば、上記実施例では、空気吹き出しノズル６およ
び空気吸い込みノズル７が、風洞試験装置１の境界層可
変生成筒体1dの底面に取り付けられている場合で説明し
たが、これに限定されるものではなく、境界層可変生成
筒体1dの側壁面や天井側に取り付けられていてもよい。

〔発明の効果〕

以上の記載より明らかなように、この発明に係る風洞
試験用境界層制御装置によれば、風洞試験装置内の境界
層可変生成筒体の上流側に空気吹き出し用のノズルと空
気吸い込み用のノズルを、高さおよび方向を可変自在に
臨ませた構成により、送風機で作られ風洞内に供給され
た一様な風速分布は、空気吹き出し用のノズルから吹き
出された空気によって、空気吹き出し側の境界層の一様
な空気の流れが変わり、これによって境界層の風速分布
を変えることができる。

このように、風速分布を測定しながら空気の吹き出し
量、吸い込み量を調整し、又空気の吹き出し位置の高さ
や方向を調整することにより、短時間にしかも多大な労
力を要することなく境界層の調整を行うことができる。
しかも、従来のブロックを使用したものではできないよ
うな境界層の厚さまで調整することができる。更に、コ
ンピュータとつなぐことにより、容易に風速分布を指定
し、その調整ができる等、極めて新規的有益なる効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る風洞試験用境界層制御装置の実施
例を示すものであって、第１図は風洞試験装置の側断面
図、第２図は要部の切り欠き斜視図、第３図は方向可変
の側面図、第４図は高さ可変の側面図、第５図は一般的
な風速分布図、第６図〜第10図は風速分布の一測定図で
ある。 〔符号の説明〕 1:風洞試験装置、1a:拡張筒体 1b:整流筒体、1c:縮小筒体 1d:境界層可変生成筒体、1e:終部筒体 2:送風機、3:駆動モーター 4:整流器、5:煙吹き出しノズル 6:空気吹き出しノズル、6a:送風器 7:空気吸い込みノズル、7a:送風器 8:ピン連結、9:ナット 10:ボルト、11:モーター 12:支持板、13:ナット 14:ボルト、15:モーター 16:観測窓、f:風速分布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 9/00 G01M 9/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】風洞試験装置内の境界層可変生成筒体の上
   流側に空気吹き出し用のノズルと空気吸い込み用のノズ
   ルを、高さおよび方向を可変自在に臨ませたことを特徴
   とする風洞試験用境界層制御装置。