0.02
7ま とめ
本 研 究 で は スラット低 騒 音 化 に 向 けた取 り組 み の 一 環 として,三 要 素 高 揚 力 二 次 元 翼 型 を対 象 に,CFDを 用 い て大 きく以 下 の2点 を 実 施 した.
● 遠 方 場 騒 音 の 算 出,お よび スラット騒 音 発 生 機 構 の 考 察 を行 い,再 付 着 点 距 離dと 騒 音 の
間 に 関係 があ ると仮 定 し理 解 を進 め,騒 音 推 定 に お けるこの パ ラメー タの 妥 当性 を示 す こと
● 再 付 着 点 距 離dを 用 い て 三 要 素 翼 のスラット配 置 変 更 に よる多 目的 最 適 化 計 算 を行 うこと
で,最 適 化 計 算 に お けるこの パ ラメー タの 妥 当性 を 示 す こと
これ まで の研 究 で は 実 機 規 模 の環 境 に お ける距 離4の 妥 当性 が 明 確 とな っ てい な か った が,今 回 の遠 方 場 計 算 の結 果,約 〜3.OkHzのNBPsが 生 じる周 波 数 帯 で 距 離dが 有 効 で あ ることが 示 さ れ た.ま た 本 研 究 で 扱 った 全 て の配 置 に 対 す る非 定 常 計 算 に より得 られ た流 れ 場 の観 察 か ら,せ ん 断 層 再 付 着 点 近 傍 にお け る主 流 方 向 に 軸 を持 った縦 渦,お よび スラット後 縁 近 傍 の 乱 れ が確 認 され た.距 離dが 大 きい ケ ー スで は 縦 渦 の 強 度 が 小 さくな ること,また,距 離dが 小 さい ケー スで は 後 縁 近 傍 の 乱 れ が 起 こす 高 周 波 ピー クが小 さくなることが 分 か った.
低 周 波 騒 音 発 生機 構 の 仮 説 検 証 の過 程 で は,ス ラット下 面 一母 翼 前 縁 間 のSlot部 に お ける流 量 変 動 とNBPs帯 域 ブ ロー ドバ ンド騒 音 との 対 応 関 係 が 一 致 す ることが 分 か った.こ れ らの 結 果 か ら, Slot部 の 流 量 変 動 に よりスラット周 囲 の 循 環 が 変 動 し,揚 力 変 動 に 伴 う双 極 子 音 が 発 生 してい るこ とが 考 え られ る,本 研 究 の 対 象 に お い て は 距 離4を 大 きくす ることは 乱 流 変 動 の 発 生 位 置 をSlot部 か ら離 す こととな り,変 動 の 移 流 に よる減 衰 ・拡 散 が 生 じる領 域 を 大 きく取 られ て い ることが 低 騒 音 化 に繋 がって い る,という可 能 性 が 示 唆 され た.ま た約O.5‑O.9kHzの 帯 域 に お い て,距 離4が 大 き い ケー スで は フラップ か ら発 生 す る固 有 の 圧 力 変 動 ピー クが騒 音 に 寄 与 してい ることが 確 認 され, この 帯 域 にお い て 距 離4に よる評 価 が成 り立 た な い ことが 分 か った,こ の フラップ か ら生 じる圧 力 変 動 は,ス ラットSlot部を通 る変 動 が 主 流 流 速 の オ ー ダ ー で 母 翼 上 面 を伝 い,フ ラップ 端 の 揚 力 変 動 を誘 起 す ることが 要 因 で あると予 想 され る,
‑100一
最 適 化 計 算 による設 計 探 査 の 結 果 パ レー ト面 が 進 展 し,d,CLma,の 最 大 値 を更 新 す るケ ー スが 得 られ た,ゴの 大 きい 配 置 で は,ス ラットが 格 納 方 向 に移 動 す ることによるスラット相 対 迎 角 の 増 加 に起 因 したCLmaxの 低 下 が 生 じ,CLmaNが 大 きい 配 置 で は,ス ラットが 展 開 方 向 に移 動 す ることによ る翼 素 間 干 渉 の減 少 に 起 因 したC。ve部 剥 離 領 域 お よびdの 縮 小 が 生 じる,とい うトレー ドオ フの 関 係 に つ い て 取 り上 げ た,ま た統 計 的 評 価 手 法 に より,dに はa・erlap,i、t,CLm、。に はGap 、iatの単 一 効 果 が 高 寄 与 を示 す ことが 分 か った.こ れ に よりこれ まで の 研 究 で 挙 げ られ て い た,Ov8吻 ρ、1、t独立 操 作 に よるスラット騒 音 低 減 の 可能 性 が 再 確 認 され た.
最 後 に,本 研 究 で の 成 果 を受 けた 今 後 のス ラット低 騒 音 化 設 計 の 指 針 に 関 す る検 討 に つ い て 述 べ る,本 研 究 で は再 付 着 点 距 離4の 比 較 を迅 速 に行 うた め に ケ ー ス数 を増 や したことによるトレ ー ドオ フとして ,空 間全 体 のデータに対 する詳細 な分析 ができなかった,そ のため,Cusp部 剥離 せ ん 断 層 部 にお ける層 流 一乱 流 遷 移 に よる横 渦 の 発 生 や2次 元 性,ス ラット下 面 再 付 着 点 近 傍 で の 衝 突 か ら縦 渦 へ の 遷 移 過 程 な ど,空 間 の3次 元 的 な構 造 が騒 音 へ お よぼ す 影 響 の 詳 細 な検 討 が 未 だ 達 成 され て い な い.今 後 も引 き続 きこれ らの 現 形 状 に お ける現 象 の発 生 機 構 の 調 査 を実 施 し, スラット騒 音 低 減 に 関 す る詳 細 な 比 較 ・考 察 を続 けて いく必 要 が ある.挙 げ られ る調 査 手 法 の 候 補 として は,固 有 直 行 基 底 を用 い た 空 間 固 有 モ ー ド分 解 な どが 有 望 で あ ると考 え られ る.さ らに,今 回着 目した再 付 着 点 距 離dとは 異 なる観 点 か ら,そ の 他 の 新 しい スラット騒 音 の 推 定 パ ラメー タを検 討 す ることも今 後 の 課 題 として 挙 げ られ る.NBPsか ら生 じるブ ロー ドバ ン ド騒 音 と共 に,ス ラット後 縁 か ら生 じる高 周 波 ピー クを捉 える新 た な パ ラメー タを用 い,多 目的 最 適 化 へ と適 用 す ることも将 来 的 なテ ー マとして 考 えられ る,ま た,ス ラットの配 置 変 更 に 伴 うSlot部 の流 路 形 状 変 化 が,フ ラッ プ か らの 騒 音 を誘 発 して しまうことが 本 研 究 の 結 果 か ら分 か った,し たが って,3翼 素 翼 の 更 な る低 騒 音 化 を行 って い く上 で は,母 翼 前 縁 ・フラップ の 形 状 や 配 置 につ い ても同 時 に最 適 化 を行 って いくことが有 望 なア プ ロー チ で あると考 えられ る.
一101一
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一107一
謝 辞
本 研 究 を 行 うに 当 た り,数 値 流 体 力 学 か ら最 適 化 設 計 法 な ど の 学 問 に 関 す るア プ ロ ー チ か ら研 究 発 表 に 際 す る 考 え 方 に 至 るま で,本 研 究 に 纏 わ る 様 々 な ことを御 指 導,御 教 授 戴 き,さ らに 貴 重 な 共 同 研 究 の 機 会 や 自 由 か つ 潤 沢 な 研 究 環 境 を ご 提 供 して 戴 きま した,首 都 大 学 東 京 大 学 院 シ ステ ム デ ザ イン 研 究 科 シ ス テ ム デ ザ イン 専 攻 航 空 宇 宙 シ ステ ム エ 学 域,金 崎 雅 博 准 教 授 に 感 謝 の
意 を 表 します.
数 値 計 算 手 法 や 空 力 騒 音 問 題 に 関 して 大 変 有 益 な ご 助 言 を 下 さっ た,国 立 研 究 開 発 法 人 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構(JapanAerospaceExplorationAgency=JAXA)舟fi1空 技 術 部 門 機 体 騒 音 低 減 技 術 の 飛 行 実 証(FlightdemenstrationofQUiettechnologytoReduoenOisefromHigh‑lift
configurations=FQUROH)プ ロ ジ ェ クトチ ー ム(旧;国 産 旅 客 機 チ ー ム)の,山 本 一 臣 氏,村 山 光
宏 氏,伊 藤 靖 氏,な らび に ソル バ ・メッシ ャの 使 用 法 か ら研 究 の ご 指 導,ご 教 授 か ら研 究 の ア プ ロ ー チ の 相 談 ま で,大 変 御 支 援 を 戴 い た,株 式 会 社 菱 友 シ ス テ ム ズ の 田 中 健 太 郎 氏,平 井 亨 氏,株
式 会 社 エ イ ・エ ス ・ア イ 総 研 の 雨 宮 和 久 氏 に,厚 く感 謝 の 意 を 表 します.
数 値 計 算 の 実 施 に はJAXA計 算 ・情 報 工 学 セ ン ター が 管 理 す るJAXASupercomputerSystem
Generation2(JSS2)SupercomputerforearthObservation,Rocket,andAeronoutics(SORA)を 使 用 させ て 戴 きま した.膨 大 か つ 複 雑 な 演 算 処 理 が 可 能 とな る この シ ス テ ム は,本 研 究 の 遂 行 に 対 し多 大 に 貢 献 致 しま した.
また,本 論 文 を 纏 め る に 当 た り副 査 を 担 当 して 戴 きま した,淺 井 教 授,稲 澤 准 教 授 に 感 謝 の 意 を 表 します.
そ して,研 究 を 行 っ て い くに 当 た り,日 々 有 意 義 な 議 論 や 精 神 面 の 支 え とな っ て 下 さっ た 金 崎 研 究 室 の 先 輩,後 輩 の 皆 様,な らび に3年 間 共 に 歩 ん だ 同 期 の 皆 様 に 心 よ り深 く感 謝 の 意 を 表 し ま す.
最 後 に,経 済 的 な 支 援 を 始 め 大 学 生 活 か ら研 究 生 活 に 至 る ま で 大 変 な 支 え とな っ て 下 さっ た 私 の 両 親 に 深 く感 謝 の 意 を 表 し,謝 辞 とさせ て 戴 きま す.
‑108.