JP3932347B2 - 縦渦発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の翼面上などに発生する流れの剥離の制御が必要とされる分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機の翼には流れの剥離を抑制する方法として翼面の前縁付近かつスパン方向に突起物を並べ、その突起物の後流に形成される縦渦により主流と境界層間の運動量の交換を促している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の突起物を並べる手段では、
（１）流れの剥離抑制を必要としない場合でも突起物が存在するため、常に突起物が抵抗体して作用する。
（２）突起物により形成される縦渦の渦度と大きさは主流速度のみによるため受動的であり、剥離抑制に最適な能動的制御が出来ない。
といった問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の有する課題を解決するために提案されたものであり、剥離抑制が必要な場合には流れの状態にあわせた最適な縦渦を発生させ、また剥離抑制が不要な場合には縦渦を発生させない能動的な制御を可能とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による縦渦発生装置は、上記の課題を解決することを目的として、流体の流れ方向に対して直交する方向に位置するように壁面に複数の微小孔を設け、個々の微小孔から壁面に対して垂直方向に流体を吹き出し可能としたものにおいて、個々の微小孔から吹き出される流体の速度分布を直角三角形状の剪断層を形成するように制御することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図１および図２に基づき説明する。
図１は、本発明による実施の形態として風洞実験による縦渦発生の実例を示しており、風洞１のＸ方向流れである主流２に対して圧縮空気源３から風洞１の測定部壁面４上の縦渦発生部ａにおいて圧縮空気をＹ方向に噴出して縦渦５を発生させるものである。
【０００７】
図２は、図１の縦渦発生部ａにおける縦渦５の発生原理を示している。
風洞１の壁面４に複数の微小孔６を主流２の方向と直交する方向であるＺ方向に設けておき、個々の微小孔６から壁面に垂直なＹ方向に空気の吹き出しを行う。この際、個々の微小孔６の吹き出し速度をバルブ７により制御して全体の速度分布が直角三角形状の剪断層８を作るようにする。この剪断層８と主流２との干渉により、剪断層８部分に生じた渦が、主流２の下流方向（Ｘ方向）に流れ、縦渦５が形成される。
【０００８】
この際、縦渦５の渦度（渦の強さ）は剪断層８の速度勾配により、縦渦５の大きさは剪断層８の幅Ｗにより変化する。
したがって、個々の微小孔６の吹き出し速度を調整して剪断層８の速度勾配を制御することにより縦渦５の強さを、また、微小孔６の吹き出し範囲を制御して剪断層８の幅Ｗを変化させることにより縦渦５の大きさを、任意に制御できることから、流れの剥離抑制に最適な能動的制御が可能となる。
【０００９】
【実施例】
図３は、縦渦発生部ａの吹き出し速度分布の実験結果である。
縦渦発生部ａの壁面４に設けられた複数の微小孔６から吹き出された流れの速度分布は、図３に示したようになる。ここでＶは吹き出し速度、Ｖｍａｘは吹き出し速度の最大値であり、この場合は２ｍ／ｓｅｃであった。
【００１０】
図４は縦渦発生部ａの下流位置５０ｍｍにおいてＩ型熱線プローブで計測した時間平均速度の等値線を示したものである。値は主流２の速度で無次元化されている。この時の主流２の速度は０．７ｍ／ｓｅｃ、縦渦発生部ａでの流れは層流であり、その境界層厚さは約１１ｍｍであった。図４から、壁面４のＺ方向中心付近に円形状の低速流れの領域９が見られ、また低速領域９の右側の等値線に比べて左側の等値線では、高速領域が壁面に近づいている。従ってこの低速領域９を中心とした主流の流れ方向に軸を持つ反時計回りの縦渦が形成されていることがわかる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、剥離抑制が必要な場合には流れの状態にあわせた最適な縦渦を発生させ、また剥離抑制が不要な場合には縦渦を発生させない能動的な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として風洞実験による縦渦発生の実例を示した斜視図である。
【図２】図１の縦渦発生部における縦渦の発生原理を示した図である。
【図３】縦渦発生部の流体の吹き出し速度分布の実験結果を示した図である。
【図４】縦渦発生部の下流位置５０ｍｍでの時間平均速度の等値線図である。
【符号の説明】
ａ 縦渦発生部
１ 風洞
２ 主流
３ 圧縮空気源
４ 壁面
５ 縦渦
６ 微小孔
７ バルブ
８ 剪断層
９ 低速領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の翼面上などに発生する流れの剥離の制御が必要とされる分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機の翼には流れの剥離を抑制する方法として翼面の前縁付近かつスパン方向に突起物を並べ、その突起物の後流に形成される縦渦により主流と境界層間の運動量の交換を促している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の突起物を並べる手段では、
（１）流れの剥離抑制を必要としない場合でも突起物が存在するため、常に突起物が抵抗体して作用する。
（２）突起物により形成される縦渦の渦度と大きさは主流速度のみによるため受動的であり、剥離抑制に最適な能動的制御が出来ない。
といった問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の有する課題を解決するために提案されたものであり、剥離抑制が必要な場合には流れの状態にあわせた最適な縦渦を発生させ、また剥離抑制が不要な場合には縦渦を発生させない能動的な制御を可能とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による縦渦発生装置は、上記の課題を解決することを目的として、流体の流れ方向に対して直交する方向に位置するように壁面に複数の微小孔を設け、個々の微小孔から壁面に対して垂直方向に流体を吹き出し可能としたものにおいて、個々の微小孔から吹き出される流体の速度分布を直角三角形状の剪断層を形成するように制御することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図１および図２に基づき説明する。
図１は、本発明による実施の形態として風洞実験による縦渦発生の実例を示しており、風洞１のＸ方向流れである主流２に対して圧縮空気源３から風洞１の測定部壁面４上の縦渦発生部ａにおいて圧縮空気をＹ方向に噴出して縦渦５を発生させるものである。
【０００７】
図２は、図１の縦渦発生部ａにおける縦渦５の発生原理を示している。
風洞１の壁面４に複数の微小孔６を主流２の方向と直交する方向であるＺ方向に設けておき、個々の微小孔６から壁面に垂直なＹ方向に空気の吹き出しを行う。この際、個々の微小孔６の吹き出し速度をバルブ７により制御して全体の速度分布が直角三角形状の剪断層８を作るようにする。この剪断層８と主流２との干渉により、剪断層８部分に生じた渦が、主流２の下流方向（Ｘ方向）に流れ、縦渦５が形成される。
【０００８】
この際、縦渦５の渦度（渦の強さ）は剪断層８の速度勾配により、縦渦５の大きさは剪断層８の幅Ｗにより変化する。
したがって、個々の微小孔６の吹き出し速度を調整して剪断層８の速度勾配を制御することにより縦渦５の強さを、また、微小孔６の吹き出し範囲を制御して剪断層８の幅Ｗを変化させることにより縦渦５の大きさを、任意に制御できることから、流れの剥離抑制に最適な能動的制御が可能となる。
【０００９】
【実施例】
図３は、縦渦発生部ａの吹き出し速度分布の実験結果である。
縦渦発生部ａの壁面４に設けられた複数の微小孔６から吹き出された流れの速度分布は、図３に示したようになる。ここでＶは吹き出し速度、Ｖｍａｘは吹き出し速度の最大値であり、この場合は２ｍ／ｓｅｃであった。
【００１０】
図４は縦渦発生部ａの下流位置５０ｍｍにおいてＩ型熱線プローブで計測した時間平均速度の等値線を示したものである。値は主流２の速度で無次元化されている。この時の主流２の速度は０．７ｍ／ｓｅｃ、縦渦発生部ａでの流れは層流であり、その境界層厚さは約１１ｍｍであった。図４から、壁面４のＺ方向中心付近に円形状の低速流れの領域９が見られ、また低速領域９の右側の等値線に比べて左側の等値線では、高速領域が壁面に近づいている。従ってこの低速領域９を中心とした主流の流れ方向に軸を持つ反時計回りの縦渦が形成されていることがわかる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、剥離抑制が必要な場合には流れの状態にあわせた最適な縦渦を発生させ、また剥離抑制が不要な場合には縦渦を発生させない能動的な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として風洞実験による縦渦発生の実例を示した斜視図である。
【図２】図１の縦渦発生部における縦渦の発生原理を示した図である。
【図３】縦渦発生部の流体の吹き出し速度分布の実験結果を示した図である。
【図４】縦渦発生部の下流位置５０ｍｍでの時間平均速度の等値線図である。
【符号の説明】
ａ 縦渦発生部
１ 風洞
２ 主流
３ 圧縮空気源
４ 壁面
５ 縦渦
６ 微小孔
７ バルブ
８ 剪断層
９ 低速領域
Claims (1)
- 流体の流れ方向に対して直交する方向に位置するように壁面に複数の微小孔を設け、個々の微小孔から壁面に対して垂直方向に流体を吹き出し可能としたものにおいて、個々の微小孔から吹き出される流体の速度分布を直角三角形状の剪断層を形成するように制御することを特徴とする縦渦発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058702A JP3932347B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 縦渦発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058702A JP3932347B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 縦渦発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257104A JP2002257104A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3932347B2 true JP3932347B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=18918384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001058702A Expired - Lifetime JP3932347B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 縦渦発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3932347B2 (ja) |
-
2001
- 2001-03-02 JP JP2001058702A patent/JP3932347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002257104A (ja) | 2002-09-11 |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |
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