水洞における流れの可視化:デルタウィング上の最先端渦の観察

図1Dに示すデルタ翼は、トランスおよび超音速飛行体制での優れた性能により、高速飛行機で人気のデザインです。翼のこのタイプは、小さなアスペクト比と高いスイープ角度を有し、高い亜音速、トランスオニック、超音速飛行体制でのドラッグを低減します。アスペクト比は、翼のスパンを平均弦で割ったものとして定義されます。

デルタウィングの重要な利点は、その高い失速角度です。デルタ翼のストールは、高アスペクト比翼のストールに比べて遅れます。これは、デルタ翼の揚力が翼上の最先端の渦によって強化されるためです。

この渦流現象を観察し、デルタ翼の渦破壊を研究する効果的な方法は、水トンネル内の流れを視覚化することです。最先端の色素ポートからモデルを取り巻く流れに染料を注入することで、渦の発達と破壊を観察し、その位置を測定することができます。データは、失速角度を推定するためにも使用できます。

図 1.典型的な翼の計画形状:A)長方形、スパンに沿って一定の弦、B)楕円形、C)テーパ、スパンに沿って可変弦、およびD)デルタ翼、テーパ比ゼロの後方スイープ翼。

1. 水道トンネルの整備

3つの500 mLコンテナを取得し、各容器を少なくとも半分の色素で充填します。青色染料を持つ容器が1つ、緑色の染料と赤色染料の容器が1つあるはずです。色素の流量はそれに応じて調整されるので、濃度は重要ではありません。
デルタウィングを水トンネルのサポートに取り付けます。C支柱をネジで水トンネルに取り付け、ヨーの角度をゼ...

実験から、図4に示すように渦内訳を特定することができます。翼頂点から渦内訳までの距離は、翼に描かれたスケールを用いて測定できます(図4B)。実験中に、翼の攻撃角度を徐々に増加させ、翼頂点に対して渦破壊位置l _bを測定した。図5に示すように、翼の後縁に対する内訳位置x/cを攻撃角度に対してグラフ化した。α≥10°の場合、最先端の渦内訳?...

水洞内の流れ可視化を用いて、デルタ翼内の様々な攻撃角度の渦破壊位置を特定した。水トンネル内の流れの可視化は、流れ場の特定の位置に染料を注入することによって行われる。染料は流れに従い、流れのストリークラインを観察します。この方法は、風洞で使用される煙の視覚化手法に似ています。しかし、複数の異なる色素色を使用する機能により、流れの構造と相互作用を容易に?...

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