2次元超音速翼列に生じる衝撃波が関連した流体力学的不安定現象に関する研究－第2報 非粘性流れに対する数値解析

摘要

第1報で示した前回りの変動は翼列下流で周速方向に移動する高圧領域と干渉して翼間衝撃波が振動することが特徴である。衝撃波の振動は効率の低下や機械の損傷を伴うため，遷音速ディフューザ，単独翼，遷音速圧縮機に関して精力的な研究が行われている。 これらの研究によると，衝撃波振動の発生原因は（1）衝撃波下流の境界層と衝撃波の干渉（境界層を伝わる渦の波と主流を上流に伝ぱする音波が支配的），（2）衝撃波下流域における気柱共鳴（上／下流に伝ばする音波），（3）ティップクリアランス漏れ流れと衝撃波の干渉の3つに大別される。 これらのうち（1）に関する報告が最も多い。著者らが行ったアクチュエータディスク解析では前回りの変動に対応する不安定モードが得られたが，アクチュェータディスク解析は非粘性流れを仮定しており，（流れの不安定現象に大きく関与する）性能曲線の右上がり勾配は主に衝撃波による全圧損失によって発生する。 そのため前回りの変動は粘性とは無関係に衝撃波による全庄損失のみで発生する可能性がある。 本報では非粘性流れの数値計算を行い，粘性がどのような影響を与えるのかを調べた。