TRL空気力学多機能テーブル

ぜんふくしゃレベル空気力学多機能試験台（風洞）

乱流噴流はノズル出口から均一な流速で静止した環境に入射した時と周囲の静止した流体との間に速度が不連続な断続面を形成し、断続面は妨害を受けて安定を失ったために渦を発生し、渦は周囲の流体を巻き上げて噴流に入り、同時に絶えず移動し、変形し、分裂して乱動を発生し、その影響は徐々に内外両側に発展した、内外の2つの自由乱れの混合層を形成し、噴流場全体の静圧が等しいため、流れ方向に沿って外力は何もない。

運動量の横方向伝達により、巻入した流体は運動量を取得し、元の流体と一緒に前に流れ、元の流体は運動量を失う速度が低下し、自由噴流の運動量は変わらない。混合層には一定の流速勾配が形成され、せん断層とも呼ばれる。巻取と混合の結果、噴流断面は絶えず拡大し、流速は絶えず低下し、流量は距離に沿って増加した。

乱流の間欠現象により、噴流境界は実際には乱流渦体と周囲のポテンシャル流が交錯して構成される不規則面であるが、実際の分析では統計的平均的な意味で噴流境界を線形拡張の界面と見なしている。ボディセグメントの境界線の延長を交差するにはお点、お点は噴流極である。

乱流噴流は安定した流動形態を形成した後、噴流全体がいくつかのセグメントに分かれ、ノズル境界から内外に広がる乱流混合部分を境界層と呼び、中心部分は混合の影響を受けずに元の出口流速を維持し、噴流コアと呼ばれ、出口から核心消失断面までの間の流れを開始セグメントと呼ぶ。 乱れが十分に発達している部分を主体セグメントと呼ぶ。

噴流本体セグメントの各断面の長手方向速度分布は類似性があり、無次元の半径検査式で表される。

（21）

式中：Uポイント流速を測定し、m/s；

U_米断面中心点の流速を測定する、m/s；

y点から軸心までの距離を測定し、m；

y₀噴流の半幅、次の式で見積もることができます

式中：Rノズル半径、m；

十、ノズル出口から実験断面までの距離、米

θ噴流拡散角

（推定値は参考までに、実験時はその測定点でU=0を判断条件とする）。

一、じっけんそうち

減衰網定圧箱本装置には2種類の異なる噴流ノズルがあり、実験時にその中の1種類から2種類を取ることができる。直径が30mmの円筒形ノズルと収縮形ノズル試験段において、円噴流実験を行うことができる。また、扁形ノズル（幅15ミリメートル、長さ150mm)、扁平噴流実験を行うことができる。ノズルは試験台の定圧箱の底に置き、ノズルの右側にビトー管と測定を取り付けるx定規y定規、各断面の流速分布を測定するためにピトー管とマイクロ圧力計が接続されている。

円筒ノズル半径 γ₀ =15mm

フラット形ノズル

ノズル半幅 b₀ =15mm

ノズル長 イ=150mm

二、実験の基本原理：

㈠らんりゅうけいすう

⑴噴流の運動特性による，噴流開始段及び基本段（射程）の各断面上の無次元（無次元）速度は、無次元座標の分布に従って類似性がある。ジェットモーションフィーチャーの式を使用すると、次のようになります。

（1）

式中：yピボットからのポイントの距離を測定するには（m）y₀噴流の半幅のために、次の式で計算できます。

R同断面上境界層厚さ（m）、

υそくてんりゅうそく（m/s）

υ_米 断面だんめんピボットピボット流速（m/s）

これにより、無次元速度分布の類似性を検証することができる。

⑵噴流基本セグメントの軸心速度式

①えんジェツト

（2）

②へいめんふんりゅう

（3）

式中：γ₀円噴流出口半径（m）

b₀フラットジェット出口半幅（m）

s噴流の射程（m）

υ₀ノズルでの流速（m/s）

基本セグメント（射程）内で選択3の横断面、測定された各断面のλ₀ ，s及びノズルのλ₀およびγ₀（またはb₀）代入式（2）または式（3）により、3つのα値が得られ、平均値、すなわち乱流係数αが得られる。

㈡りゅうそくてい

（4）

式中：y₀ふんりゅうはんけい

r₀ノズル半径

十、ノズル出口から実験断面までの距離

θかくさんかく

5）

式中：uそくてんりゅうそく

cピトー管補正係数0.98~1

ピトー管差圧

ρ空気密度

（6）

式中： u_米断面中心流速の測定

y中心からの点の距離を測定する

1.ノズル出口断面におけるピトー管による中心座標すなわちY_中心を選択して値を記録します。