超音速流れの衝撃波に起因する流体騒音の発生機構の解明とその低減法に関する研究

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超音速流れの衝撃波に起因する流体騒音の発生機構の解明とその低減法に関する研究

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Study on Aerodynamic Noise induced by Shock Waves in Supersonic Flows and Development of a Method for Reducing the Noise
責任表示:
松尾 一泰(九州大学・大学院・総合理工学研究科・教授)
MATSUO Kazuyasu(九州大学・大学院・総合理工学研究科・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1997-1999
概要(最新報告):
1.現有の高圧空気源を利用した超音速風洞を用いて,超音速ノズルと超音速ディフューザ内に発生する垂直衝撃波の震動,壁面静圧変動と外へ放出される騒音との関係を調べた.その結果,これらの間には強い相関があり,いずれのパワースペクトル密度分布にも明確なピーク周波数が観察された. 2.上述の壁面静圧変動の根二乗平均値の流れ方向分布を測定した結果,衝撃波の下流のある位置において最大となり,この位置から微小な圧力擾乱が発生し上下流へ伝播することが確認された.このうち上流へ伝播する擾乱が衝撃波の震動を誘起しており,衝撃波を揺らす擾乱の発生源を特定することが出来た. 3.以上の成果に基づき,衝撃波の自励振動流れモデルを構築した.このモデルによれば,境界層のはく離の有無によらず,衝撃波は同じメカニズムによって振動する.また,衝撃波の下流から上流へ伝播する擾乱が管内の垂直衝撃波に作用するときの衝撃波の応答を解析的に調べた.その結果,擾乱としてすべての周波数に対してパワースペクトル密度が等しい白色擾乱を考えても,衝撃波は特定の周波数をピーク周波数とする振動を行い,計算で求めたピーク周波数は実験結果とよく一致することが明らかになった. 4.超音速ノズルから噴出する超音速噴流内に形成される衝撃波と噴流騒音の関係を調べるため,層流と乱流の適正膨張超音速噴流と不足膨張超音速噴流について実験した.その結果,中心軸上のピトー全圧分布やポテンシャルコアの長さ,噴流内の乱れ分布,衝撃波の発生条件とその位置などが明らかになった. 5.不足膨張噴流内にマッハディスクが形成される流れのピトー全圧はマッハディスクの下流で一旦増加しピークに達した後減少することを見い出し,その物理的理由を明確に説明した.さらに,適正膨張噴流の騒音が最も小さく,不足膨張の程度が大きいほど騒音レベルが増加することなどを明らかにした. 続きを見る
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