後流 — CAE用語解説
後流
後流とは何か
後流って、物体の後ろ側に生じる乱れた流れのことですか?
そうだ。流れの中に置かれた物体の後方に形成される低速・低圧の領域が後流(ウェイク)だ。物体表面の境界層が剥離して後方へ流れ込むことで形成される。後流の幅と速度欠損が大きいほど抗力が大きく、エネルギー損失が多いことを意味する。
飛行機の翼の後ろにも後流があるんですか?それが危険と聞いたことがあります。
そうだ。航空機の翼端後流(ウィングチップボルテックス)は特に強く、後続機が乱流に巻き込まれる危険がある。空港での離着陸間隔はこの後流渦の消散時間を考慮して設定されている。大型機(A380など)の後流は非常に強くて、軽い小型機なら転覆する可能性もある。
後流のCFD解析と設計応用
後流をCFDで正確に解析するには何が重要ですか?
後流は非定常で、渦構造が複雑に発展するから定常RANSでは限界がある。URANSやDESで大スケールの渦動を解くのが実務の主流だ。後流域のメッシュ解像度が足りないと渦が数値拡散で消えてしまうので、下流側まで十分な格子密度を維持することが重要だ。
自動車の空力設計でも後流は重要なんですか?
自動車の空気抵抗の大半はリア後流に起因する。トランクリッドやリアバンパーの形状が後流の剥離・再付着パターンを決定して、抗力係数Cdに直接影響する。電気自動車は航続距離を伸ばすために空力設計に非常に力を入れていて、後流の最適化が重点課題だ。
剥離と後流は密接に関係しているんですね。
そうだ。流れが物体表面から剥離すると後流が広がり抗力が増す。逆にゴルフボールの表面のディンプルは意図的に乱流を誘起して剥離点を後方に移動させることで後流を小さくして抗力を下げる。剥離制御が後流制御に直結している。
関連用語
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