変動静圧測定によるはく離流れ中の渦挙動と流力音の関連性に関する研究

利用脉动静压测量研究分离流中涡流行为与水动力声之间的关系

• 批准号: 15760118
• 负责人: 平元 理峰
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Hokkaido Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760118/
• 关键词: はく離せん断乱流; 流力音; Ribnerの膨張理論; 変動静圧; 渦挙動; コヒーレンス; 音源項; 流れの可視化; 無響音; 低騒音風洞; 2重極音源; 渦構造; エオルス音; 変動静圧測定; はく離

1.昨年度製作した測定室(簡易無響室)を使用して,はく離せん断乱流からの流力音と流れ中の速度ないし変動静圧の同時測定を行った正方形ノズル(100mmx100mm)の1辺に平板を接続して一様流速35m/sの壁面噴流とし,ノズル出口から20mm下流に高さ7mmの突起(フェンス)を平板上に設置してはく離せん断流をつくった.はく離せん断流からの流力音はスペクトル解析により400Hzから11kHzの範囲で発生していることが分かった音源領域を明らかにするため,流れ中の変動速度,変動静圧および流力音モデルの一つであるRibnerの膨張理論における音源項の強さ分布を調べたところ,これらの極大領域は異なる位置に存在した音源領域を特定するために,流力音とRibnerの音源項とのコヒーレンスを算出し,音源項のスペクトルとの積からCoherent Output Powerを求め,オーバーオール値の分布より流力音の発生に寄与している領域を求めた流力音の発生に寄与していると考えられる領域はフェンスの先端近傍の渦の生成領域とやや下流の渦の合体領域であることが示唆された.2.流力音発生に寄与する渦挙動を検討するために,変動速度,変動静圧,Ribnerの音源項の極大領域におけるスペクトル解析を行った.下流に行くに従い,スペクトルが極大となる周波数は小さくなり,渦が生成・合体すると考えられる領域では,変動が強くなっていることが分かったこのことは,生成領域では初期渦の生成により高い周波数成分が2階時間微分から成るRibnerの音源項を大きくし,合体領域では合体渦による強い変動が音源項を大きくしていることを示唆している.3.流れの可視化を行い,流力音発生に寄与する渦挙動の検討を行った.音源領域と推測された領域では,渦の生成や合体が観察された.これにより渦の生成(巻き上がり)と渦の合体が,はく離せん断層からの流力音発生機構として有力であることが示された.

1。使用去年制造的测量室（简单的厌食室），将平板连接到方形喷嘴的一侧（100mm x 100mm），其中从剪切湍流中测量来自剪切湍流的流量，同时测量流速或流动过程中的速度或静态压力，并用壁式射击均匀地置于35m/s的均匀流量，并且是7mmm/s的均匀板，并且是7mm fordexts and fordemptsempoctions and Proffoctimpt（Flatement）。从喷嘴插座下游创建剪切流。剪切流的流声是通过光谱分析产生的。为了澄清源区域（发现在400 Hz至11 kHz范围内发生），我们研究了Ribner扩展理论的强度分布，Ribner的扩展理论是波动速度，波动静态压力和流动声音模型之一。为了确定这些最大区域在不同位置存在的源区域，我们计算了流动声音和ribner的源项之间的相干性，从源项频谱的乘积中，我们使用了源项频谱的乘积。计算功率的输出，并确定有助于从总体值分布产​​生流程的区域，并且被认为有助于产生流程的区域是围栏尖端附近涡流生成的组合区域，而涡流略微下游。2。为了研究有助于流动声音产生的涡旋行为，我们在波动速度，静压和Ribner的声音源术语的最大区域进行了光谱分析。当我们下游继续进行频谱最大值的频率下降，并且在涡流中产生了涡流的波动强度很强。这表明，在生成区域中，Ribner的源项是由于初始涡旋的产生而从二阶时间差形成高频成分的，并且在联合区域中，由组合涡流引起的强烈波动增加了源项。3。我们可视化流量，并检查了有助于产生流程的涡流行为。在估计为源区域的区域中，观察到涡流和合并。这表明涡旋（绕组）和涡旋的合并是从剪切层产生流程的强大机制。

项目成果

軸対称噴流中の渦輪と縦渦の干渉

轴对称射流中涡环与纵向涡的干涉

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会論文集(B) 70
• 作者: 森 隼人;豊田国昭;平元理峰;白濱芳朗
• 通讯作者: 白濱芳朗

平元理峰, 豊田国昭, 河原考司, 森 隼人: "噴流における乱流エネルギーの圧力輸送に関する考察"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集(II). No.03-1. 179-180 (2003)

Rimine Hiramoto、Kuniaki Toyota、Koji Kawahara、Hayato Mori：“射流中湍流能量的压力传输研究”日本机械工程学会2003年年会论文集（II）第03-1号。 180 (2003)

Hiramoto, R., Toyoda, K., Mori.H.: "Study on Aerodynamic Sound Generation by Vortex Motions in a Circular Jet"Proc.Third International Symposium on Turbulent Shear Flow Phenomena. Vol.2. 723-728 (2003)

Hiramoto, R.、Toyoda, K.、Mori.H.：“圆形射流中涡流运动产生的空气动力学声音的研究”Proc.第三届国际湍流剪切流现象研讨会。