並列タイトル等ファンジェット・エンジン及びT.P.S.まわりの流れ場の遷音速3Dオイラー解析-風試比較、T.P.S.有効性評価および3次元流れ-
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory TR-1045
一般注記ファン・ジェット・エンジンとT.P.S.(タービン・パワー・シミュレータ)風洞試験装置の周りの3次元遷音速流れの解析を行うための解析法をEuler方程式に対するMacCormackの有限体積法を用いて作成した。軸対称流れについて,航技研2m×2m遷音速風洞で行ったT.P.S.試験の実験結果との比較を行った所,空気取り入れ口カウルの内外側面上及びコア・ジェット・カウル外側の表面圧力について衝撃波のある場合を含み,良い一致が得られた。さらに,実エンジンとT.P.S.との違い:排気ジェット温度差,取入れ流量比について解析した。その結果,格子数が少ない為もあり,本解析では定性的な範囲であるが両者の間で排気ジェットを囲む外部流れに対しての影響は少なかった。粘性,乱流や衝撃波干渉の詳細の影響は今後の研究を待たねばならないが,少なくとも,これはT.P.S.試験の有効性を確認するものである。また,解析法を3次元流れに発展させて,取り入れ口やジェット・カウル周辺の迎え角のある流れを解析し,取り入れ口内部のファン面での流れの一様性や排気ジェット流の周りに3次元的な縦渦が出来る模様等の3次元効果を伴う流れの模様を明らかにした。但し,その詳細の解析,議論については今後の課題とした。
A three-dimensional Euler flow analysis code for Fan-Jet Engine and Turbine Powered Simulator(T.P.S) wind tunnel testing was developed utilizing MacCormack's scheme in the finite volume form for the purpose of confirming the validity of the T.P.S testing method in the NAL2×2m Transonic Wind Tunnel. The present analysis is made for the preliminary single axisymmetric T.P.S configuration. The wind tunnel experimental data for this model was available. The result of the numerical computation was compared with this data. The pressure distributions on the inlet cowl surface and core-jet cowl surface showed excellent agreement between the experiment and the computation. Different engine conditions between the real fan-jet engine and T.P.S. simulation, i.e. difference of core-jet exhaust temperature and difference of mass flux relations, were analysed, simulating respective engine conditions. The result shows that the two flows do not differ much qualitatively in the external flow field surrounding the exhaust jet plume. This comes from the fact that the use of the Euler code and the coarse mesh precluded obtaining a result amenable to quantitative discussion including the effects of viscosity and the turbulence/shock wave interactions in the plume field. Nevertheless the present result shows that the T.P.S. testing method is a good full-configuration aerodynamic testing method for fan-jet engines. To extend the method, three-dimensional flow analysis was made and it revealed the angle of attack effects in the inlet flow field, such as the flow uniformity at the fan face and in the jet exhaust plume including the formation of a pair of longitudinal vortices in the shear layer between the jet plume and the external flow. The computation and the discussion of the details of such flow fields with vortices are left for future work.
資料番号: NALTR1045000
レポート番号: NAL TR-1045
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ