迎角 — CAE用語解説

低迎角では CL ≈ 2π·α（薄翼理論）という線形関係が成立するが、迎角が大きくなると翼上面で境界層剥離が始まり、ある限界（失速迎角、典型的には15〜20°）でCLが急低下する——これが失速だ。CLが最大となる迎角をCLmax迎角といい、これを超えると揚力が急落して制御不能になる。飛行機が離陸・着陸時に最大揚力が必要なのに失速と紙一重のアプローチをとる理由がここにある。

翼の姿勢を変えるのではなく、「一様流の方向を変える（流入境界条件の速度ベクトルを変える）」アプローチが一般的だ。翼を固定したままUx = V·cos(α)、Uy = V·sin(α) と速度成分を設定するだけで迎角を変えられる。ただし失速近傍の大迎角では剥離が非対称になり、非定常解析（時間依存計算）が必要になるため計算コストが跳ね上がる。OpenFOAMのsimpleFoamで迎角スウィープをスクリプト化するのが定番の手法だ。

回転するブレードでは「ピッチ角（取り付け角）」と「誘導速度（ロータが巻き込む風速の減少）」が合わさった有効迎角が各半径位置で変わる。ブレード要素運動量理論（BEM法）でこの有効迎角を計算し、CFDで詳細を確認するのがセットだ。発電量最適化のためにブレードのピッチをリアルタイムで変える「ピッチ制御」の設計にも解析データが直結する。