JPH068517Y2 - 変動風発生装置 - Google Patents

変動風発生装置

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JPH068517Y2
JPH068517Y2 JP1989027714U JP2771489U JPH068517Y2 JP H068517 Y2 JPH068517 Y2 JP H068517Y2 JP 1989027714 U JP1989027714 U JP 1989027714U JP 2771489 U JP2771489 U JP 2771489U JP H068517 Y2 JPH068517 Y2 JP H068517Y2
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wind
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control plate
wind direction
air flow
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稔 山田
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02Wind tunnels
    • G01M9/04Details

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は変動風発生装置に関し、特に自動車の走行時に
横風に遭遇したときの動的な特性を、風洞内で再現する
変動風発生装置に関する。
[従来の技術] 走行車両が横風に遭遇した場合、風向が急変し、車両が
空気流から受けている各種の力に変化が生じ、走行安定
性に影響してくる。従ってこの風向変化時に車両に作用
する空気力を測定すれば、横風遭遇時の車両安定性評価
が可能となり、車両設計に有効なデータが得られる。
しかし、このようなデータを実走行にて測定すること
は、安全面や測定条件の安定化の点で問題があることか
ら、停車車両に対して風洞で人工的に再現することが考
えられる。
このための装置として、風向制御板を風洞内に配置し、
風向制御板の回転を制御して風向きを調節する装置(特
開昭61−110024号)が提案されている。この装
置は風向制御板を回転する際に、その回転位置と回転速
度との関係を設定して回転制御することにより、風洞内
で所望の風向きを得ようとするものである。
[考案が解決しようとする課題] しかし、このような装置にも次のような問題があった。
即ち、この従来装置は、直進風に該当する空気流を車両
に当てる場合は、風向制御板を車両の前後方向の中心線
に平行とし、横風を車両に当てる場合は、風向制御板を
所定の角度まで回転させて偏揺角を持つ空気流を車両に
当てていた。ここで偏揺角とは第10図に示すごとく、
直進風の風速ベクトルと横風の風速ベクトルとで合成さ
れるベクトルの直進風方向に対する角度ψを言う。
しかし、上記風向制御板では実走行時に横風を受けた場
合に得られる風向の変化パターンに近似の流れ場変化が
得られず、過渡時の走行安定性データとしてはかなり精
度の落ちるデータしか得られなかった。
即ち、実走行時の空気流のパターン変化は第4図(B)
〜(D)に示すごとく、横風領域とそれ以前の直進風領
域とは明確な境界を形成している。即ち過渡領域ΔBが
非常に狭い。しかし、従来の風洞実験では第6図(B)
〜(D)に示すごとく、過渡領域ΔBがきわめて広く、
当然、過渡時に車両に作用する空気力もかなり異なって
来る。従って、実走行時の横風遭遇の再現としては不満
足なものであった。
本考案は、独自の風向制御板により、実走行時の横風遭
遇に近い空気流の変化を再現できる変動風発生装置を提
供するものである。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するためになされた本考案の変動風発生
装置は、 風洞内の気流流路を横切る面に沿って複数枚平行に配置
され、揺動することにより気流流動方向を変動させる風
向制御板を備えた変動風発生装置において、 上記風向制御板の揺動中心が、気流流動方向における風
向制御板の中間位置よりも下流に位置することを特徴と
する。
[作用] 風向制御板を揺動させて直進流から所定の偏揺角を模し
た空気流を生じさせる場合、従来例ではその揺動中心S
が第9図(D),(E)に示すごとく、気流流動方向に
おける風向制御板Wの中間位置(即ち、Pf1とPb1との
中間点)より上流に位置している。この従来例にて空気
流の偏揺角ψを増加させるには、風向制御板Wの内、揺
動中心Sから下流側部分(S−Pb1)は風上に移動さ
せ、揺動中心Sの上流側部分(S−Pf1)は風下に移動
させる。従って、従来例では、風向制御板Wを所定の角
度まで揺動移動させる際には、気流の流れに逆らって移
動する部分(S−Pb1)が全体の半分以上ある。このよ
うな揺動状態では、揺動の際に気流を強制的に移動・攪
乱させる作用が大きくなり、第6図(C)に示すごとく
過渡部分ΔBが極めて広くなり、第4図(C)に示した
実走行時に横風を受けた場合の過渡部分ΔBと大きく異
なってしまう。
ところが、第9図(A)〜(C)に例示するような本考
案の風向制御板Wでは、気流に逆らわずに気流方向とほ
ぼ同方向に揺動する部分(Pf1)の方が大きいので全体
として気流を移動・攪乱する作用が抑制される。
従って、第5図(C)に例示するように十分に過渡部分
ΔBが狭くなり、実走行での横風遭遇時に近似の流れ場
変化が風洞で再現できる。
[実施例] 次に本考案の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。第1図は本考案一実施例の要部構成図を表す。
風洞の吹出部1aと吸入部1bとの間には、被験体の載
置部位3が設けられ、そこには車両5が吹出部1aに向
けて載置される。吹出口フランジ部1cには変動風発生
装置7が設けられている。この変動風発生装置7には、
複数の風向制御板9が、吹出部1aから吹き出す気流の
流路を横切る面に沿って相互に平行に配置されている。
これら複数の風向制御板9は、第2図にも示すごとく、
流線形の翼状に形成され、その下流端部9aではサポー
トピン11にて、サポートロッド13に揺動自在に取り
付けられている。サポートロッド13はその両端部に設
けられたサポートアーム13aによりフランジ部1cに
固定されている。更に風向制御板9には、その最大翼厚
部近傍にアクションピン15が設けられ、風向制御体9
はこのアクションピン15にてアクションロッド17に
揺動自在に連結している。アクションロッド17の一端
は、揺動軸19、油圧シリンダ21及び揺動軸23を介
して、サポートアーム13aに連結されている。またア
クションロッド17の他端は、第3図にも示すように、
ストッパプレート25とリンクプレート27とからなる
伸縮可能なリンク機構を介して、サポートアーム29に
連結されている。サポートアーム29はフランジ部1c
に固定されているので、リンク機構はアクションロッド
17の移動を所定範囲内に規制している。
従って、図示しない油圧制御機構により油圧シリンダ2
1の先端が図示矢印方向に伸長されると、アクションロ
ッド17が矢印方向に移動し、アクションピン15部分
で風向制御板9に揺動モーメントを与える。その結果、
サポートピン11部分を揺動中心Sとして風向制御板9
が回転し、気流の流れを矯正し、気流に偏揺角ψを与え
る。油圧シリンダ21が収縮すれば風向制御板9は逆に
揺動して気流を直進風に戻す。尚、本実施例は第9図
(B)の構成に該当する。
本実施例の変動風発生装置7を用いて実施した横風遭遇
状況の再現実験について説明する。この実験での風向制
御板9の翼形はNACA64−021を用い、風向制
御板9の揺動角速度ω[°/s]と直進風速度v[m/
s]との比v/ωは0.01[m/°]とした。その流
動パターンが第5図に示したパターンである。また実際
の横風を受けた場合の気流流動パターンを第4図に示
し、比較例として揺動中心Sが風向制御板9の中間にあ
る場合の気流流動パターンを第6図に示す。各図の
(A)〜(E)は時間の経過を表し、(A)は直進風の
状態、即ち車両が無風状態で走行している状態を示し、
(B)は横風を受け始めた状態を示し、(C)は横風と
無風状態との境界、即ち過渡領域ΔBがちょうど中央
(車両5の位置)に来ている状態を示し、(D)は過渡
領域ΔBが流れ去って行く状態を示し、(E)は完全に
横風あるいは偏揺角ψが安定した状態を示している。図
中の縞模様は気流中に煙霧を等間隔で流すことにより形
成されたものであり、車両5に対する気流の相対的流動
方向を示している。
本実験からも判るように、従来例では過渡領域ΔBがき
わめて広く、実走行の場合とはかけ離れている。しかし
本実施例の変動風発生装置7では過渡領域ΔBが狭く抑
えられ、より実際に近くなっている。従って、本実施例
の変動風発生装置7を用いれば、実際に近い横風遭遇状
態を再現でき、より正確で精密なデータを容易に得るこ
とが出来る。
特に、気流流動方向における風向制御板9の全長(翼
幅)をL、揺動中心Sから下流端部9aまでの長さをx
とすると、次式の範囲に設定するのが過渡領域ΔBが測
定上無視できるほど狭くなるので好ましい。
また、実際に過渡領域ΔBを再現するに当たって、前記
比を0.04[m/°]及び0.01[m/°]にて実
施した結果を第7図及び第8図に示す。第7図(A)〜
(E)はv=30[m/s]かつv/ω=0.04[m
/°]での揺動角度変化(0°→30°)に伴う流れ場
の変化を示し、第8図(A)〜(E)はv=8[m/
s]かつv/ω=0.01[m/°]での揺動角度変化
(0°→30°)に伴う流れ場の変化を示す。第7図の
方は流動パターンが大きく円弧を描いており、過渡領域
ΔBが広いが、これに比較して第8図の方は過渡領域Δ
Bが狭く、より実際に近いことが判る。これは直進風速
度vが小さいほど及び/または揺動角速度ωが大きいほ
ど気流を攪乱せず、過渡領域ΔBが狭くなることを示し
ているものである。これらの実験結果から、上記比v/
ωは0.01[m/°]以下とすることが好ましい条件
であることがわかる。
また過渡時以降に、所望の偏揺角ψとなる安定気流を得
るには、翼列(風向制御板9の列)のピッチは無次元ピ
ッチP(=翼間距離/翼幅)が2.0≦P≦4.1の範
囲であることが好ましい。2.0未満では流速変動が大
きくなる可能性があり、4.1より大きいと偏揺角を風
向制御板9の角度で制御することが困難となる恐れがあ
る。
この無次元ピッチPの範囲規制以外に、一般的に風向制
御板9の下面での気流の剥離を防ぐことにより所望の偏
揺角ψの安定気流を得る構成も採用できる。例えば風
向制御板9の表面にトリッピングワイヤを設ける構成、
リーディングエッジスラットを、風向制御板9の揺動
前には吹出部1aから一様流と平行にして気流の流れを
乱さないようにし、揺動時には気流剥離防止に効果的な
位置に移動する構成、風向制御板9の表面に設けたス
リットあるいは多細孔から吸い込みを行う構成、等を採
用してもよい。
[考案の効果] 本考案の変動風発生装置は、風向制御板の揺動中心が気
流流動方向における風向制御板の中間位置よりも下流に
位置している。このため横風再現時の境界部分での気流
の乱れが少なくなり、実際の横風遭遇時に近い流れ場変
化状況が設定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案一実施例の変動風発生装置要部構成図、
第2図はその風向制御板を揺動させる油圧シリンダ部分
の構成説明図、第3図はその風向制御板のストッパプレ
ート部分の構成説明図、第4図(A)〜(E)は実際に
横風に遭遇した場合の気流パターン図、第5図(A)〜
(E)は本実施例により再現した気流パターン図、第6
図(A)〜(E)は従来例により再現した気流パターン
図、第7図(A)〜(E)及び第8図(A)〜(E)は
本実施例にて風向制御板の揺動角速度ωと直進風速度v
との比v/ωを変えて再現した気流パターン図、第9図
(A),(B),(C)は本考案に係る風向制御板の揺
動中心説明図、第9図(D),(E)は従来の風向制御
板の揺動中心説明図、第10図は偏揺角ψの説明図を表
す。 1a……風洞吹出部、1b……風洞吸入部 3……被験体載置部位、7……変動風発生装置 9……風向制御板、11……サポートピン S……揺動中心

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】風洞内の気流流路を横切る面に沿って複数
    枚平行に配置され、揺動することにより気流流動方向を
    変動させる風向制御板を備えた変動風発生装置におい
    て、 上記風向制御板の揺動中心が、気流流動方向における風
    向制御板の中間位置よりも下流に位置することを特徴と
    する変動風発生装置。
JP1989027714U 1989-03-10 1989-03-10 変動風発生装置 Expired - Lifetime JPH068517Y2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989027714U JPH068517Y2 (ja) 1989-03-10 1989-03-10 変動風発生装置
DE4007230A DE4007230A1 (de) 1989-03-10 1990-03-07 Vorrichtung zur aenderung der richtung einer luftstroemung
US07/491,155 US5035359A (en) 1989-03-10 1990-03-09 Device for changing a direction of an airstream
CA002011906A CA2011906C (en) 1989-03-10 1990-03-09 Device for changing a direction of an airstream

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JPH02118848U JPH02118848U (ja) 1990-09-25
JPH068517Y2 true JPH068517Y2 (ja) 1994-03-02

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DE4007230A1 (de) 1990-09-20
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