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6. 5
流 れ パ タ ー ン の 数 値 計 算前 節 の 可 視 化 し た キ ャ ビ テ ィ ト ー ン の 流 れ を 数 値計 算で 確 認 し た
計 算 法に は ¥IS方 程 式 の 移 流 項 を 3次 精 度 風 上差 分で離散イヒした疑似直 接解 法 を 用 い ， 非 定 常 流 れ を 再 現 し て い る C4 )
計 算格 子 は 模 型 周 り の C型 格 子 と キ ャ ビ テ ィ内 の 絡子を 組み 合わ せ た 領域分害Ij法を用い， CADを 利 用 し た 独 自 の シ ス テ ム で 生 成 し た . 物 体 表面 付 近 の 格 子 は 代 数 的 に 直 交 化 し ， 空 間 内 の 格子 は 偏 微 分 法 を 用 い て 直 交 化 と 平 滑 化 を 施 し て い る (5 ) こ の よ う に 作 成 し た 格 子 を 図 6. 1 2に示す. キ ャ ビ テ ィ 内 は 171x68， 模 型 ま わ り は 284x55， 境 界 面 は 71点 に 分 割 さ れ て お り ， 壁 面 付 近 の 最 小 格 子 間 隔 は O.01 mmで あ る .な お 計 算 で は キ ャ
ビ テ ィ ト ー ン 発 生 時 の 流 動 現 象 を 検 討 す る こ と を 目 的 と し て い る の で ， 流 れ 場 は 2次 元 で あ り ， 流 体 は 非 圧 縮 で あ る と 仮 定 し た .
図 6. 1 3に 代 表 的 な 計 算 結 果 を 示 す . 開 口 部 長 さ と 主 流 速 度 は そ れ ぞ れ O.15m，18m/sとし，模型試 験 の レ イ ノ ル ズ 数 に ほ ぼ一致 さ せ た . 図 6.
1 3の 計 算 結 果 か ら 渦 が 開 口 部 上 流 側 の エ ッ ジ で 発 生 し て ， 移 流 し な が ら 成 長 し ， 下 流 側 の エ ッ ジ に 衝 突 す る 様 子 が わ か り ， 図 6.1 0の 流 れ の 可 視 化 試 験 結 果 と よ く 一致 し て い る .
ま た 図 6. 1 4に は 数 値 計 算 の 時 系 列 デ ー タ か ら渦 の 衝 突 の 周 波 数 を 求 め ， 式(6‑1)及 び 風 洞 試 験 結 果 と 比 較 し て 示 す . 計 算 に よ る 周 波 数 は ， 風 洞 試 験 で ロ ッ ク イ ン 現 象 が 見 ら れ た 周 波 数 領 域 以 外 は よ く 一 致 し て い る .
な お 数 値 計 算 で は 流 体 が 非 圧 縮 性 で あ る こ と を 仮 定 し て い る た め ， ヘ ル ム ホ ル ツ の 空 洞 共 鳴 は 生 じ な い し た が っ て ロ ッ ク イ ン 現 象 も 表 れ て い な
以 上 の 結 果 か ら キ ャ ビ テ ィ ト ー ン を 発 生 さ せ る 流 れ 場 を ， こ の 数 値 計 算 に よ っ て シ ミ ュ レ ー ト す る こ と が で き る と 考 え ら れ る .
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6.14 数値計算による渦の周波数と理論，風洞試験結果との比較
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6. 6
防止手法ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ の 防 止 手 法 と し て は デ ィ フ レ ク タ を 用 い る こ と が 多 い 図 6.1 5は デ ィ フ レ ク タ の 高 さ と 音 圧 レ ベ ル の 関 係 を 示 し た 実 験 結 果 の 1例 で あ る . デ ィ フ レ ク タ の 高 さ を 開 口 長 さ の 20%以 上 と す る ことに よ り ， ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ が 20dB程 度 低 減 さ れ て い る こ と が わ か る . こ れ と 同 じ 条 件 下 の 流 れ 場 を 数 値 計 算 し た 結 果 を 図 6.1 6に示す.図 6.1 3 と 比 較 す る と ， 剥 離 英 断 層 の 壁 面 へ の 衝 突 ， す な わ ち 流 れ の 再 付 着 点 が 開
部 下 流 側 エ ッ ジ よ り 下 流 側 に あ り ， 規 則 的 な 渦 の 発 生 が 抑 制 さ れ て い る こ と が わ か る . つ ま り デ ィ フ レ ク タ は ， 剥 離 英 断 層 を 開 口 部 下 流 側 の エ ッ ジ に 衝 突 さ せ な い よ う に す る こ と に よ っ て ， キ ャ ビ テ ィ ト ー ン の 原 因 と な る 周 期 的 な 渦 の 発 生 を 防 ぎ ， 結 果 と し て ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ の 発 生 を 防 止 し て い る こ と に な る .
6. 7 結 言
自 動 車 の サ ン ル ー フ や サ イ ド ウ イ ン ド で 発 生 す る ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ を ， 模 型 試 験 ， 実 車 試 験 ， 流 れ の 可 視 化 ， 流 れ 場 の 数 値 計 算 に よ っ て 調 査 し ， 以 下 の 知 見 を 得 た .
( 1 )ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ は ， 流 れ の 周 期 的 変 動 現 象 で あ る キ ャ ビ テ ィ ト ー ン が 起 振 源 と な り ， ヘ ル ム ホ ル ツ 共 鳴 に よ っ て ロ ッ ク イ ン さ れ て ， 強 い 音 圧 が 発 生 す る 現 象 で あ る
( 2 )ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ の 起 振 源 は ， 開 口 部 上 流 側 の エ ッ ジ か ら 発 生 す る
渦 が 移 流 ， 合 体 し ， 規 則 的 な 渦 列 を 形 成 し ， 周 期 的 に 下 流 側 の エ ッ ジ に 衝 突 す る キ ャ ビ テ ィ ト ー ン で あ り ， こ の 現 象 は 数 値 計 算 に よ っ て シ ミ ュ レ ー ト で き る
( 3 ) し た が っ て 周 期 的 な 渦 の 発 生 を 抑 制 し ， キ ャ ビ テ ィ ト ー ン の発 生 を 防 止 す れ ば ウ イ ン ド ス ロ ッ ブ を 防 止 す る こ と が で き そ の た め に は デ ィ フ レ ク タ が 有 効 で あ る .
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