東北大学大学院工学研究科次世代航空機研究センター関係各位

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【本センターに関する論文のご紹介】
 [題目] ：Influence of small wavy roughness on flatplate boundary layer
natural transition
 [著者] ：Hiroki Tameike, Aiko Yakeno, Shigeru Obayashi
 [雑誌名他（URL等）] ：JSME, Journal of Fluid Science and Technology (JFST),
https://www.jstage.jst.go.jp/browse/jfst, accepted 2020/5/28
 [概要] ：輸送機器での粘性抵抗を減らす効果的な方法の1つとして，発達乱流場の
摩擦抵抗低減のほかに境界層遷移の抑制が挙げられる．これまで，乱流場の縦渦構造
のスケールに相当する15-20+程度のリブレットが知られているが，さらに微細な粘性
低層5-7+以下の粗さにより，摩擦抵抗を低減あるいは遷移の抑制効果があることが実
験により示されてきている．このような微細形状は従来のリブレットよりも流れ方向
の変化に対して鈍感であり，加工がしやすい等，リブレットとは異なる利点を有して
いることが考えられるが，その機構の詳細は明らかになっていない．そこで本研究で
は，粗さの一つ一つを構造格子で解像した直接数値計算により，自然境界層遷移に対
する微小な粗さの影響を調べた．計算コストの観点から，初期段階として二次元場の
遷移の一種であるTollmien-Schlichting (T-S) 不安定による遷移に対して，粗さ高
さを層流境界層の2~3分の1で一定とし波長を変化させたパラメトリックスタディを
行った．その結果，まず二次元場の遷移は粗さ高さだけではなく波長に依存し，粗さ
によって著しく遅延する場合があることが示された．そしてこの時の波長は，一次不
安定の渦の成長を抑制するだけでなく，後流において二次不安定の渦のペアリングを
抑制する効果があることが明らかになった．



【連絡先】
東北大学 大学院工学研究科 次世代航空機研究センター事務局
〒980-8579 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-01
TEL: 022-795-7998 FAX: 022-795-7998
E-mail: next@klab.mech.tohoku.ac.jp
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