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プラズマアクチュエータによるパンタグラフ舟体の空力音低減手法の基礎検討

机译：等离子作动器降低受电弓动力声的方法基础研究

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Reduction of aerodynamic noise emitted from a pantograph head is a very important subject for the speed-up of Shinkansen trains for the purpose of the environmental preservation. In this study, control of flow around the pantograph head using plasma actuators is studied. The results of the wind tunnel tests show that the plasma actuator can prevent the flow separation from the pantograph head surface and weaken the Karman vortices. In addition, CFD results suggest that the plasma actuator can reduce aerodynamic noise emitted from the pantograph head.%本研究では，物体表面で流れを制御する手法としてPAに着目し，PAを舟体に適用した場合の流れ場制御効果を風洞試験により確認した。また，高風速域における流れ場制御効果と空力音低減効果については，CFD解析による検討を行った。その結果，以下のことがわかった。(1) 舟体の剥離点近傍にPAを適用することにより，流れの剥離の様子が変化し，後流の乱れを低減することができる。(2) PAの適用位置は，剥離点の上流側直近よりも，剥離点の下流側直近の方が，顕著な流れ場制御効果が得られる。(3) PAによる流れ場制御効果は，主としてせん断層を引き寄せて剥離を抑制することによって得られると考えられる。その結果，後流領域における剥離せん断層の巻き込みが弱まり、カルマン渦が弱まって後流領域における乱れが低減する。(4) PAの適用により，舟体から放射されるエオルス音を低減することが可能であると予測される。今後は，PAによる流れ場制御メカニズムの解明を深度化し，PAによる流れ場制御メカニズムに基づいた実用的な空力音低減手法の提案を行う予定である。
机译：从环境保护的角度出发，减少受电弓头的空气动力噪声是加快新干线列车运行速度的一个非常重要的课题。本研究研究了使用等离子致动器控制受电弓头周围的流量。此外，CFD结果表明等离子作动器可以减少从弓形件头部发出的空气动力噪声。％在这项研究中，风洞试验表明，等离子作动器可以防止流与弓形件头部分离，并减弱Karman涡旋。我们将PA作为一种控制物体表面流动的方法，并通过风洞试验确认了将PA应用于船舶时的流场控制效果。另外，通过CFD分析研究了高风速区域的流场控制效果和空气动力学降噪效果。结果，发现以下情况。 （1）通过在船的分离点附近施加PA，可以改变流分离的状态，并可以减少尾流中的湍流。 （2）在分离点的紧靠下游的流场控制效果中，PA施加位置比分离点的紧靠上游更加突出。 （3）认为PA的流场控制效果主要是通过拉动剪切层以抑制分离而获得的。结果，减弱了在尾流区域中分离剪切层的夹杂物，减弱了卡曼涡旋，并且减小了尾流区域中的湍流。 （4）可以预见，使用PA可以减少船体发出的风声。将来，我们计划加深对PA流场控制机制的理解，并提出一种基于PA流场控制机制的实用的气动降噪方法。

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