数値流体力学研究室

開いたキャビティを過ぎる二次元自励振動流の数値シミュレーション

　開いたキャビティの上を流れが通過すると、キャビティ上流角ではく離したせん断層は上下方向に大きく周期的に自励振動します。 非圧縮流れの自励振動のメカニズムは、はく離せん断層のかく乱が、ケルビンヘルムホルツ不安定によって渦を形成し、 その渦がキャビティ下流角に衝突して圧力変動を発生させ、その圧力変動が上流へフィードバックし上流角近傍のかく乱を成長させる圧力フィードバック機構で説明されます。 流れ場の幾何学形状は単純ですが、流れ現象は以下のアニメーションのように複雑な自励振動となる流れ場です。
キャビティのアスペクト比L/Dを変化させると、自励振動はせん断層モードⅡ、 せん断層モードⅢ、ウェイクモードに変化します。モードの変化はアスペクト比L/Dに対する自励振動のストローハル数Stの不連続な変化によって区別されます。
二次元の開いたキャビティ流れの差分法による数値シミュレーションを 行い、非圧縮流れの自励振動のメカニズム、モードの変化、渦構造の変化を研究しています。