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翼型失速付近の迎角における層流剥離泡の準周期的挙動に関する表面圧力変動の測定

机译：在翼型失速附近的迎角处测量层流分离气泡的准周期行为的表面压力波动

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摘要

翼型などの物体周りの流れ場において，流れが層流剝離し た後，乱流に遷移して物体表面に再付着をすることがある.この剝離点と再付着点との間の領域は層流剝離泡（Laminar Separation Bubble)と呼ばれる.この層流剝離泡はshort bubbleとlong bubbleの2種類に分けられる.翼型表面に 形成されるshort bubbleについては，迎角を増大させてい くとある迎角において突如として再付着しなくなる現象が 起こる.これは剥離泡の崩壊（burst)と呼ばれており，こ れにより翼型周りの流れが大きく剝離を起こし，失速に至 る.このように剝離泡は翼型の失速特性に深くかかわって いることが知られている.%To investigate quasi-periodic behavior of laminar separation bubble near airfoil stall, instantaneous surface pressure distributions of NACA0012 airfon were measured. Reynolds number based on the airfoil chord length was 1.3 ×10~5 and the measured angles of attack were 11.3°, 11.6° and 12.0°. At α =11.6°, the flow around the airfoil indicated quasi-periodical switching behavior between an attached flow with laminar separation bubble (short bubble) and a large separated flow at a frequency of about 2 Hz. At α =11.3°, the flow attaches to the airfoil for a longer period and switches between these two flow patterns irregularly. At α =12.0°， two different flow phases were observed. One is the phase when the flow switches between the large separated flow and the attached flow with short bubble. At the other phase which was observed longer than the first phase, the flow oscillates without forming the short bubble. Wavelet analysis was performed on the instantaneous surface pressure distributions. Results indicated that pressure fluctuations at frequency of 20-40 Hz were observed when the flow was switching from an attached flow with short bubble to large separated one. These fluctuations were observed for all the three tested angles of attack.
机译：在翼型等物体周围的流场中，气流可能会分离为层流，然后转变为湍流并重新附着在物体表面，分离点和重新附着点之间的区域为称为层流分离泡，该层流分离泡分为短泡和长泡两种，对于翼型表面形成的短泡，可以增加迎角。在一定的迎角下，会出现突然的不重新附着现象，这称为分离气泡破裂，这导致机翼周围的流动大大分离，从而导致失速。为了研究翼型失速附近的层状分离气泡的准周期行为，测量了NACA0012气孔的瞬时表面压力分布。雷诺数基于翼型弦长为1.3×10〜5，测得的迎角为11.3°，11.6°和12.0°。在α= 11.6°时，翼型周围的流动表示层流分离的附加流动之间的准周期切换行为气泡（短气泡）和较大的分离流（频率约为2 Hz）。在α= 11.3°时，流附着在翼型上的时间更长，并且在这两种流型之间不规则地切换。在α= 12.0°时，两个观察到不同的流动阶段一个是在大分离流和带有短气泡的附加流之间切换的阶段，在另一阶段（观察到的时间比第一阶段长），流体振荡而没有形成短气泡。结果表明，当流体从具有短气泡的附着流切换为大的分离气泡时，观察到了频率为20-40 Hz的压力波动，在所有三个测试迎角下均观察到了这些波动。

著录项

  • 来源
    《日本航空宇宙学会論文集》 |2017年第4期|168-175|共8页
  • 作者

    藤原剛; 砂田保人; 李家賢一;

  • 作者单位

    東京大学大学院;

    東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻;

    東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻;

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