Transient Vortex Structures of a Discoid Airfoil during Impulsive Incidence Variation

摘要

三次元翼として円盤翼を用いて、急激に迎角を変化させた際の過渡的な渦構造をPIV計測により調べた。迎角を0度から定常失速角前の角度および失速角を超える角度まで急激に変化させ、迎角変化速度が揚力特性に及ぼす影響を調べた。特に、迎角変化中の各時刻での渦構造を、各測定面での渦度の等値面を繋ぐことで構築し、揚力変動と渦構造の関連を調べた。定常状態で失速角を超えた流れ場は、翼背面がはく離流れに覆われる。それに対して、急激に迎角を上昇させた場合、定常失速角を超えても失速が抑制され、最大揚力係数が増加した。この傾向は、迎角変化速度が高いほど顕著であった。また、定常失速角を超えた角度まで翼を動かし停止させた場合、急激な揚力低下は起こらず、揚力は定常時の値にゆっくり漸近していく。これは、迎角上昇とともに強くなった翼端渦が、翼停止後の翼背面からの流れの全面はく離を抑制するためである。