JP6550255B2 - Boundary layer control device and wind tunnel test device using the same - Google Patents
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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。 The present invention relates to a boundary layer control device and a wind tunnel test device using the same.
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。 Wind tunnel testing equipment is used to test the characteristics for air flow. The wind tunnel test apparatus is provided with a blower at one end side of the device, drives the blower to form a flow of air in the wind tunnel, and measures various characteristics in a measurement area. In the wind tunnel test apparatus, in order to test the characteristics of the running vehicle, a boundary layer control device is provided to control the characteristics of the boundary layer at the floor interface of the wind tunnel where a difference occurs between the test conditions and the actual running condition. There is.
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。 In Patent Document 1, when the jet air is circulated by an air blower through an annular continuous air flow path and the jet air is blown out to the measurement unit through the blowout port, the mainstream air of the jet air is generated in the boundary layer generated on the floor interface side. A wind tunnel boundary layer controller having a suction duct for sucking in and discharging in a direction perpendicular to the main flow direction of jet air is described. The wind tunnel boundary layer control device described in Patent Document 1 reduces the stagnation pressure of jet air sucked into the suction duct and reduces the obstruction of the flow of the jet air in the main flow direction.
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。 Here, the wind tunnel test apparatus can control the flow of gas in the boundary layer which is the floor boundary surface of the wind tunnel by using the boundary layer control apparatus as in Patent Document 1, and the reproducibility of the wind tunnel test is high. can do. Here, in addition to the test for analyzing the flow of air, the wind tunnel test apparatus may perform a test for measuring the generation state of noise. In this case, the test is performed with the boundary layer control device stopped, but sound may be generated due to the structure of the boundary layer control device. On the other hand, by blocking the suction port, it is possible to suppress the generation of noise, but since work occurs, it takes time and labor, and efficiency decreases because work time is also generated.
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a boundary layer control device capable of efficiently executing various tests and a wind tunnel test device using the same.
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。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a boundary layer control device connected to an air flow path and connected to a floor surface on the air flow path side of a measurement area of a measurement chamber to which air is supplied from the air flow path. A suction duct connected to the floor surface on the air passage side of the measurement area of the measurement chamber, and a suction machine connected to the suction duct and suctioning air in the measurement chamber via the suction duct; And a suction plate disposed on the entire surface of the end surface of the duct on the floor surface side and having a plurality of through holes formed therein, wherein the through holes are formed side by side in the flow direction of the air in the measurement chamber; It is characterized in that the opening area of the surface on the measurement chamber side is larger than the opening area of the surface on the suction machine side.
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。 Here, it is preferable that the opening area of the through hole gradually decreases from the surface on the measurement chamber side toward the surface on the suction machine side.
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。 Preferably, the through hole has an angle of 30 ° or more between a center line and a line connecting an opening on the surface on the measurement chamber side and an opening on the surface on the suction machine side.
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。 Preferably, the through hole has a chamfered portion formed at an end on the measurement chamber side.
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。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a boundary layer control device connected to an air flow path and connected to a floor surface on the air flow path side of a measurement area of a measurement chamber to which air is supplied from the air flow path. A suction duct connected to the floor surface on the air passage side of the measurement area of the measurement chamber, and a suction machine connected to the suction duct and suctioning air in the measurement chamber via the suction duct; A suction plate disposed on the entire surface of the end surface of the duct on the floor surface side and having a plurality of through holes formed therein; and the through holes have a chamfered portion formed at an end portion on the measurement chamber side; The chamfered portion may be formed to have a depth of 15% or more of the width of the through hole in the air flow direction.
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。 Preferably, the chamfered portion is a convex surface on the center side of the through hole, and is a curved surface in which a tangent line overlaps a surface on the measurement chamber side at a connection position with the surface on the measurement chamber side.
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。 Moreover, it is preferable that the protrusion part which protrudes in the said suction machine side is formed in the surface by the side of the said suction machine along the said through-hole in the said suction board.
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。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a boundary layer control device connected to an air flow path and connected to a floor surface on the air flow path side of a measurement area of a measurement chamber to which air is supplied from the air flow path. A suction duct connected to the floor surface on the air passage side of the measurement area of the measurement chamber, and a suction machine connected to the suction duct and suctioning air in the measurement chamber via the suction duct; And a suction plate disposed on the entire surface of the end surface of the duct on the floor surface side and having a plurality of through holes formed therein, wherein the suction plate is arranged along the penetration portion in the suction machine side surface. It is characterized in that a projecting portion which protrudes to the suction machine side is formed.
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。 Moreover, it is preferable that the said protrusion part has covered the perimeter of the said penetration part.
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。 In the through hole, the extending direction is inclined with respect to the flow direction of the air of the measuring chamber, and is inclined with respect to the extending direction of the portion of the suction duct connected to the measuring chamber. Is preferred.
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。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a boundary layer control device connected to an air flow path and connected to a floor surface on the air flow path side of a measurement area of a measurement chamber to which air is supplied from the air flow path. A suction duct connected to the floor surface on the air passage side of the measurement area of the measurement chamber, and a suction machine connected to the suction duct and suctioning air in the measurement chamber via the suction duct; The suction plate is disposed on the entire surface of the end face of the floor surface side of the duct and has a plurality of through holes formed therein, and the through holes have an extending direction with respect to the air flow direction of the measurement chamber It is characterized in that it is inclined with respect to the extending direction of the portion of the suction duct connected to the measurement chamber.
また、前記貫通孔は、断面が円形であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said through-hole is circular in cross section.
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。 Moreover, it is preferable that the said through-hole is a slit extended in the direction orthogonal to the flow direction of the air of the said measurement chamber.
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。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a wind tunnel test device, characterized by having the boundary layer control device according to any of the above and a measurement chamber to which the boundary layer control device is connected. I assume.
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。 According to the present invention, the air can be appropriately sucked in at the time of suction by the suction plate disposed at the suction port, and the generation of noise can be suppressed at the time of stop. Thereby, various tests can be performed efficiently.
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。 Hereinafter, modes (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. Further, constituent elements in the following embodiments include those which can be easily conceived by those skilled in the art, substantially the same ones, and so-called equivalent ranges. Furthermore, the components disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate without departing from the scope of the present invention.
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。 A wind tunnel test apparatus having a boundary layer control device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a wind tunnel test apparatus.
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。
The wind
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。
Further, the
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。
The
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。
The fan (fan) 13 is disposed inside the
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。
The wind
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。
The wind
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。
The wind
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。
In the wind
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。
Next, the boundary
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。
The boundary
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。
The
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。
The
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。
In the through
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。
Here, in the wind
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。
On the other hand, the boundary
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。
Next, the wind
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。
As described above, since the boundary
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。
The through
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。
The through
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。
In addition, the
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。
Here, in the
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。
FIG. 5 is a top view showing another example of the suction plate of the boundary layer control device. In the
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。
FIG. 6 is a top view showing another example of the suction plate of the boundary layer control device. The
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。
Next, another example of the boundary layer control device, specifically, another example of the through hole will be described with reference to FIGS. 7 to 13. In the boundary layer controller, the pressure loss when flowing in the
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。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a suction plate and a suction duct of another example boundary layer control device. The
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。
The boundary
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。
Here, in the chamfered
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。
Here, in the above embodiment, the chamfered
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。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a suction plate and a suction duct of a boundary layer control device of another example. The boundary
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。
As described above, by providing the chamfered
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。
Here, in the chamfered
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。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a suction plate and a suction duct of a boundary layer control device of another example. FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of the protrusion. The
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。
The boundary
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。
Here, in the boundary
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。
FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of the protrusion. In the above embodiment, since the desired air flow can be formed when the
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θ1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θ2傾斜している。角度θ1と角度θ2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。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a suction plate and a suction duct of a boundary layer control device of another example. The
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。
The boundary
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。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of another shape of the through hole. The through
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。
The boundary
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
8
36
Claims (12)
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。 A boundary layer control device connected to an air flow path and connected to a floor surface on the air flow path side of a measurement area of a measurement chamber to which air is supplied from the air flow path,
A suction duct connected to the floor surface on the air passage side of the measurement area of the measurement chamber;
A suction device connected to the suction duct and suctioning air in the measurement chamber via the suction duct;
And a suction plate disposed on the entire surface of the end face on the floor surface side of the suction duct and having a plurality of through holes formed therein;
The boundary layer control device according to claim 1, wherein the suction plate is formed with a protruding portion protruding toward the suction device along the penetrating portion on a surface on the suction device side.
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。
The boundary layer control device according to any one of claims 1 to 11 ,
And a measurement chamber to which the boundary layer control device is connected.
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