JPH0429063A - ボルテツクスジエネレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流れの剥離制御に好適なポルテックスジェネレ
ータに関する。

〔従来の技術〕

従来のポルテックスジェネレータは、特開昭５１−３１
４９８号公報のように、例えば、翼の表面上に小板を固
定して誘導渦を発生し、流れの剥離を抑制するものであ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

ポルテックスジェネレータは、その角で発生する渦を流
れの剥離点の上流部に導入することにより剥離を抑制す
るため、ポルテックスジェネレータ自身は抵抗になる。

そこで、剥離の抑制に伴うポルテックスジェネレータ自
身の抵抗の増加を最小限にすることが課題となる。しか
し、従来技術では抵抗を制御することは出来ない。

本発明の目的は、剥離の抑制に必要なポルテックスジェ
ネレータの抵抗を抑えることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ポルテックスジェネレータを流れの状態に応
して移動可能、或いは、変形可能にすることにより、ポ
ルテックスジェネレータ自身の抵抗を抑える。

〔作用〕

ポルテックスジェネレータは、小板を剥離点上流部の壁
面上に立てて流れに渦を導入することにより、主流の大
きな運動量をもつ流れから壁面付近の小さな運動量をも
つ流れに運動量を供給する。

剥離は、壁面付近で運動量の小さい流れが大きな圧力抵
抗に打ち勝つことが出来ずに剥がれる現象であるから、
圧力抵抗に打ち勝つ運動量が主流から供給される剥離の
発生を防げる。しかし、ボルテックスジエネレータ自身
は抵抗となるため、剥離を抑制し、しかも、抵抗の増加
が最少となる位置にポルテックスジェネレータを設ける
のが望ましい。一般に、ポルテックスジェネレータの小
板の高さは境界層の厚さ程度が効果的であるが、流れの
状態により境界層厚さは変化するため、常に、流れの状
態を検知しながらポルテックスジェネレータの位置を変
える必要がある。

そこで流速、圧力等を測定し、剥離の効果を確認しなが
らポルテックスジェネレータの高さを調節することによ
り、抵抗の増加を最少にしながら剥離を制御することが
できる。

〔実施例〕

本発明に翼に適用した一実施例を第１図に示す。

第１図において、翼１には空洞２、及び、空洞２と翼外
部とをつなぐスリット３が設けである。スリット３は流
れの剥離点４の上流部に設けてあり。

配列及び形状は第３図に示すとおりである。空洞２の内
部には圧電アクチュエータ５が設けてあり、空洞内壁の
一部に固定されている。圧電アクチュエータ５の先端に
は小板６が取付けである。小板６の先端はスリット３の
内部、もしくは、スリット３を通って翼１の外部にある
。また、流れを測定するセンサ７が剥離点下流部に設け
てあり、データ処理装置及び電源を介して圧電アクチュ
エータ５に接続しである。

圧電アクチュエータ５は積層型の圧電素子で、第４図に
示すように、薄い板状の圧電セラミクス１０を積層した
構造を持つ。各セラミクス板は、電圧をかけたときの誘
電分極による結晶構造の変化により軸方向に伸び、積層
効果のためアクチュエータ全体では大きな変位が得られ
る。

小板６を圧電アクチュエータ５の先端に取付け、圧電ア
クチュエータ５に電圧をかけない状態で、小板６の先端
を翼１の表面と一致させた場合、圧電アクチュエータ５
に電圧をかけることにより、小板６の先端は翼１の表面
に突出する。

流れの中に小板６を突出させた場合、小板６の角から渦
が発生し、この渦が大きな運動量を持つ主流の流れを翼
表面付近に導き剥離を抑制する。

ただし、小板６が翼１の表面から余り突き出ていない場
合には、発生する渦は小さく剥離を抑制する効果も小さ
い。また、小板６が翼１の表面から大きく突き出た場合
には、必要以上に渦を発生し小板６が大きな抵抗となる
。一般に、ポルテックスジェネレータの高さは境界層厚
さ程度が好ましいことが知られており、小板６の高さも
境界層厚さ程度に設定することが望ましい。境界層厚さ
は流れの状態によって異なるため、流九の状態を検中し
ながら小板６の高さを制御する必要がある。

第５図は、同−迎え角で剥離が発生している場合と発生
していない場合の、翼上面の圧力分布を示したものであ
る。図中、縦軸は圧力係数、横軸は前縁からの翼弦方向
距離を示している。また、Ｐは翼上面での圧力、ｐｔは
主流の圧力、ρは流体の密度、Ｕは主流の速度を示して
いる。図より、最小圧力点付近の下流では剥離の発生の
影響で、著しい圧力上昇がみられる。そこでこの付近の
翼内部にセンサ７を設け、翼表面の圧力を測定すれば、
剥離発生の情報が得られる。この情報を、データ処理装
置、及び、電源８で処理し、必要な電圧を圧電アクチュ
エータ５に加えることにより、小板６の高さを最適に制
御することができる。

第１図の実施例では、圧電アクチュエータを用いて小板
６の高さを制御しているが、これは油圧による制御など
他の制御方法を採用してもよい。

第２図には、本発明の翼に適用した別の実施例を示す。

図では、翼１の上面の一部が圧電アクチュエータ９で構
成さ九ており、圧電アクチュエタ９の少なくとも上流側
先端は剥離点より上流側にあり、第１図と同様に、剥離
点下流に設けたセンサ７からの信号がデータ処理装置、
及び、電源８を介して圧電アクチュエータ９に伝わる。

圧電アクチュエータ９はバイモルフ型の圧電素子で、第
６図に示すように、二層構造になっている。図中、９−
１は電圧をかけると長さ方向に縮小する結晶構造を持ち
、９−２は逆に膨張する結晶構造を持っている。そのた
め電圧をかけたときに曲がりが発生する。

この曲がりにより、圧電アクチュエータ９の上流側先端
は流れの中に突出し、渦を発生する。以下、第１図に示
した実施例と同様に、センサ７で圧力を検知し、圧電ア
クチュエータ９に加える電圧を調節することにより最適
の制御が行える。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ポルテックスジェネレータの高さを自
由に調節できるため、流れに応した効率のよい剥離制御
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はともに本発明の翼に適用した場合の異
なる実施例の断面図、第３図はスリットの斜視図、第４
図は積層型圧電アクチュエータの説明図、第５図は翼上
面の圧力分布図、第６図はバイモルフ型圧電アクチュエ
ータの説明図である。 １・・・翼、５・・・圧電アクチュエータ、６・・・小
板、７・・センサ、９・圧電アクチュエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流れの状態を検知する検知機能をもち、流れの状態
   に応じて壁面からの高さが制御可能であることを特徴と
   するボルテックスジェネレータ。