失速 — CAE用語解説

できるよ。ただし失速の予測はCFDの中でも最も難しい問題の一つだね。失速は翼の迎角（翼と気流の角度）がある臨界値を超えたときに、翼上面の境界層が剥離して揚力がガクンと落ちる現象。旅客機なら迎角15度前後で起きることが多い。この「剥離開始」を正確に捉えるには乱流モデルとメッシュの選択が非常にシビアなんだ。

大きく分けて3種類。後縁失速（後縁から剥離が徐々に前進）、前縁失速（前縁で突然大きな剥離バブルが破裂）、薄翼失速（前縁からの剥離が翼全体に広がる）。厚翼は後縁失速で穏やか、薄翼は前縁失速でスパッと落ちる。戦闘機やアクロバット機はこの挙動を操縦テクニックに利用してるんだよ。

RANS（SST k-ωなど）で失速角の大まかな傾向は掴めるけど、最大揚力係数CLmaxの正確な予測は難しい。剥離後の非定常流れを捉えるにはDESやIDDES（Improved Delayed DES）、さらに精度を求めるならWall-Resolved LESが必要。計算コストは桁違いに上がるけどね。

失速現象もNavier-Stokes方程式の解として現れる。逆圧力勾配による境界層剥離がキーだ。

非常に問題になる。古い風車は「失速制御型」でわざと失速させて出力を制限していたけど、現代の大型風車は「ピッチ制御型」でブレード角度を変えて失速を回避している。それでも突風でローカルに失速が起きると荷重変動が大きくなって疲労寿命に影響するから、翼断面の失速特性を正確にCFDで評価することは風車設計の基盤だよ。

迎角・剥離・揚力係数の3つはセットで理解しておくべきだよ。

NACA0012はベンチマーク翼型として実験データが豊富だから比較しやすいよ。迎角を0度から20度まで振って、CLmaxの位置を捉えてみて。