複素特性曲線法を用いた三次元境界層遷移の二次不安定性に関する研究

三维边界层转变二阶不稳定性复特征曲线法研究

• 批准号: 18K13931
• 负责人: 井手 優紀
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K13931/
• 关键词: 孤立粗さ; 流れの安定性解析; 複素特性曲線法; 二次元固有値解析; ウェイク不安定性; 横流れ二次不安定; ウェイク不安定; 圧縮性三次元境界層; 横流れ二次不安定性; 三次元境界層; 二次不安定性

本研究で対象とする円柱型孤立粗さを過ぎる非圧縮流れについて、昨年度はある一つのsinuousモードに対しCRTを適用して、実現条件を満足する波束型かく乱の特性量を求めるに留まった。一方で、流れ場にはより不安定なvaricoseモードや他のsinuousモードが存在することから、それらへの波束性の影響（絶対全体不安定性の観点を含む）を広く調査するため、多地点での平均場に対する2dLST解析を今年度は実施した。具体的にはまず、コードを改修・最適化し、昨年度課題であった計算の高速化を行った。これによりパラメトリックスタディが可能になった。次にそのコードを用いて多くの波数パラメータに対する時間理論に基づく解析を実施した。その結果、詳細なスペクトル分布が得られ、固有値（位相速度を含む）や固有関数の類似性に基づく各モードの分類作業が進捗した。しかしながら、解の複雑な分岐特性から、必ずしも全てのモードを分類しその生滅を流れ場にわたってトレースすることは実現的ではないことも分かった。CRTを適用する際には主流方向へ同一のモードをトレースしなければならないので、今後もさらに調査が必要である。

对于超过圆柱隔离的粗糙度的不可压缩流，这是本研究的主题，去年我们将CRT应用于某种险恶模式，以找到满足实现条件的波包型干扰的特征量。另一方面，由于流场中有更多不稳定的静脉曲张模式和其他险恶模式，因此我们对今年的多点平均场进行了2DLST分析，以广泛研究波数据包的影响（包括绝对整体不稳定的观点）。具体来说，我们首先修改并优化了代码以加快计算的速度，这是去年的挑战。这使参数研究成为可能。然后，该代码用于对许多波数参数执行时间理论分析。结果，获得了详细的光谱分布，并根据特征值（包括相速度）和特征函数的相似性（包括相位速度）进行了分类工作。但是，还发现解决方案的复杂分支特性并不一定意味着对所有模式进行分类并在整个流场上进行歼灭是不可行的。应用CRT时，必须在主流方向上追踪相同的模式，因此将来需要进一步研究。

项目成果

Secondary Crossflow Instabilities on the JAXA Transonic Aircraft Wing

• DOI: 10.2514/6.2019-1847
• 发表时间: 2019-01
• 期刊: AIAA Scitech 2019 Forum
• 作者: Yuki Ide;T. Ishida;N. Tokugawa

Stability assessment of sinusoidal roughness-induced flows for crossflow transition control

用于横流过渡控制的正弦粗糙度引起的流动的稳定性评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Ide;Makoto Hirota;Naoko Tokugawa
• 通讯作者: Naoko Tokugawa

Stability assessment on sinusoidal roughness elements for crossflow-transition control

• DOI: 10.1063/5.0041442
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: Physics of Fluids
• 影响因子: 4.6
• 作者: Yuki Ide;M. Hirota;N. Tokugawa

Bi-localな安定解析による遷音速後退翼の境界層の二次不安定性に関する研究

双局域稳定性分析跨音速后掠翼边界层二阶不稳定性研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 井手優紀;石田貴大;徳川直子
• 通讯作者: 徳川直子

複素特性曲線法を用いた円柱粗度後流の安定性解析

复杂特征曲线法圆柱粗糙度尾流稳定性分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 井手優紀;上田良稲;大平啓介
• 通讯作者: 大平啓介