(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測胴内に、供試体を包囲し、気流の方向に平行な複数の開口部を有する壁を備えた風洞であって、該壁の両側面及び天井の後方にそれぞれ設置され、該開口部から該壁の外部へ流出した該気流を再び該風洞の内部へ流入させる、開度可変のフラップを備え、同フラップが前記壁よりも前記計測胴側に開くことを特徴とする風洞。
【請求項２】
請求項１において、前記開口部の面積を変更する開口部の遮蔽手段を有することを特徴とする風洞。
【請求項３】
請求項２において、前記開口部の遮蔽手段が、前記壁に沿って全体が移動する一体化した物体からなることを特徴とする風洞。
【請求項４】
請求項２において、前記開口部の遮蔽手段が、巻上げ式のシャッターであることを特徴とする風洞。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供試体の空力性能等を計測するための風洞に関し、特に、供試体の状況に合わせて壁干渉の影響を抑制でき、高精度な計測を可能とする風洞に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種供試体の空力性能等を計測すための装置として風洞が用いられている。図４は、一般的な低速風洞の測定部の構造を示した図である。図４の（a）は正面図を、（b）は側面図を、（c）は平面図を表している。図に示すとおり、風洞の計測部は、基本的に縮流胴１と計測胴２によって構成される。縮流胴１は、流速分布、乱れ度を一様化するためのものであり、計測胴２の上流側に設置される。
【０００３】
計測胴２は、その下流側に設けられ、その中に計測対象の供試体４が設置されて、空力性能等の計測が実施される。かかる計測胴２には、大きく分けて二つのタイプがある。その一つは、縮流胴１の出口と同じ断面寸法を有する固定壁からなる密閉型計測胴であり、もう一つは、縮流胴１からのジェットを大空間に噴射する開放型計測胴である。しかし、どちらのタイプの計測胴２を用いても、供試体４の投影面積と縮流胴１の出口断面積との比率である供試体４のブロッケージが大きくなると、壁干渉などの影響により、大気中における計測とのズレが大きくなってしまう。従って、従来の一般的な低速風洞において、高精度な計測を行うためには、ブロッケージを６％以下に押える必要があり、サイズの大きい風洞が必要とされた。
【０００４】
そこで、その課題を解決するために、計測胴２の固定壁としてスロッティドウォール３を用いる方法が知られている。図４は、前述のとおり従来の低速風洞を示した図であるが、その中でも計測胴２にスロッティドウォール３を用いた場合を示している。スロッティドウォール３は、図に示すとおり、風の流れ方向に細長い穴（以下、開口部と呼ぶ）が開口している壁で、供試体４を左右及び天井側からコの字に囲むように配置されている。
【０００５】
このスロッティドウォール３により、供試体４によって拡散した気流の一部がスロッティドウォール３の開口部を通過し、計測胴２の外部へ流出するため、その結果として供試体４と計測胴２との壁干渉を減少させることができる。従って、スロッティドウォール３を用いた場合には、比較的大きな前記供試体４のブロッケージ（〜２０％）においても、大気中における計測と殆どズレがなくなり、同じ寸法の供試体４に対し、縮流胴１の出口寸法を小さくすることができ、風洞自体のサイズをコンパクトにすることが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のスロッティドウォール３を用いた風洞では、スロッティドウォール３の開口部の開口率が固定であり、供試体４の状態の変化に柔軟に対応することができなかった。スロッティドウォール３の効果は、供試体４のブロッケージ及び長さ、スロッティドウォール３の開口率などによって変化するため、供試体４側の状態が変化した場合にスロッティドウォール３の開口率が固定では、スロッティドウォール３の効果を常に効率良く発揮することができない。従って、従来の風洞では、供試体４の状態によっては、大気中における計測とのズレを適正に抑制することが困難であり、精度の高い計測を行うことのできる対象物の幅が狭かった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、測定部における供試体の状態が変化した場合においても、スロッティドウォールの効果を効率良く発揮させ、適正な壁干渉の抑制を実施でき、高精度な計測を可能とする風洞を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、スロッティドウォールを用いた風洞において、スロッティドウォールの開口部から流出した気流の再流入角度、あるいはスロッティドウォールの開口面積を可変とする手段を設けることである。従って、本発明によれば、供試体の状態が変わっても、その状態に合った適正な壁干渉の抑制を行うことができ、高精度な計測が可能となる。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、（１）計測胴内に、供試体を包囲し、気流の方向に平行な複数の開口部を有する壁を備えた風洞であって、該壁の両側面及び天井の後方にそれぞれ設置され、該開口部から該壁の外部へ流出した該気流を再び該風洞の内部へ流入させる、開度可変のフラップを備え、同フラップが前記壁よりも前記計測胴側に開くことを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の更に別の側面は、（２）上記（１）に記載の手段において、前記開口部の面積を変更する開口部の遮蔽手段を有することを特徴とする。
【００１１】
更に、（３）上記（２）に記載の手段において、前記開口部の遮蔽手段が、前記壁に沿って全体が移動する一体化した物体からなることを特徴とする。
【００１２】
更に、（４）上記（２）に記載の手段において、前記開口部の遮蔽手段が、巻上げ式のシャッターであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第一の実施例に係る低速風洞の測定部の構造を示した図である。図の（a）は側面図を、（b）は平面図を表している。第一の実施例に係る風洞は、スロッティドウォール３の下流側に可動式のフラップ５を設け、その角度を調節することにより、供試体４の状態に適した精度のよい計測を行おうとするものである。
【００１６】
図に示すとおり、第一の実施例に係る風洞の計測部は、気流を吹出す縮流胴１と、その下流側に設置されその内部に供試体４が配置される計測胴２によって構成されている。計測胴２には、上流側にスロッティドウォール３が、下流側にフラップ５が設置されている。従って、図４に基づいて説明した従来装置にフラップ５を追加した構成となっている。
【００１７】
フラップ５は、図に示すとおり、計測胴２の両側面側と天井側に設置された３枚の板（壁）によって構成され、それらはスロッティドウォール３の外側において可動であり、開閉の角度を変更することができる。全閉時には、それら板の先端がスロッティドウォール３の下流側の端とそれぞれ接触し、スロッティドウォール３と一体化して、計測胴２の内部を両側面及び天井側から囲む連続した壁を形成する。
【００１８】
かかるフラップ５を設置することにより、風洞の測定部における気流の挙動は以下のとおりとなる。まず、縮流胴１から吹出した気流は、供試体４によって拡散し、その一部がスロッティドウォール３の開口部を通過してその外部へ流出する。流出した気流は、スロッティドウォール３の開口部及びフラップ５を通って内部へ再流入する。この再流入の際の角度が適正である場合には、計測胴２の下流における圧力分布が適正となり、供試体４の空力性能等を適正に計測・評価することができる。
【００１９】
この適正な再流入の角度は、供試体４のブロッケージや長さなど計測時の状況により変化するが、本実施例の風洞では、フラップ５が可動であるため、都度再流入角度が適正になる様にフラップ５の角度（開度）を調整し、フラップ５周辺における気流の損失が適正になる様にすることにより、常に適正な計測が可能となる。
【００２０】
以上説明したように、第一の実施例に係る風洞では、可動式のフラップ５を設け、その角度を供試体４の状態に応じて適正に設定することで、様々な供試体４の状態に対し、スロッティドウォール３の効果を効率良く発揮させ、高精度な計測を行うことができる。なお、フラップ５の駆動部は、気流の流れに影響を与えないものであればどのような機構としても良い。
【００２１】
次に、本発明の第二の実施例について説明する。図２は、本発明の第二の実施例に係る低速風洞の測定部の構造を示した図である。図の（a）は正面図を、（b）はスロッティドウォール３の開口部が全閉時の側面図を、（c）はスロッティドウォール３の開口部が全開時の側面図を表している。第二の実施例は、スロッティドウォール３に、可動式のスロッティドウォール開口遮蔽板６を設けることにより、供試体４の状態に応じた開口面積の調整を可能とし、精度のよい計測を行おうとするものである。
【００２２】
図に示すとおり、第二の実施例に係る風洞は、図４に基づいて説明した従来のスロッティドウォール３を用いた風洞に、スロッティドウォール開口遮蔽板６を設けた構造となっている。このスロッティドウォール開口遮蔽板６は、スロッティドウォール３の両側面及び天井面の外側に設けられ、図２の（a）に示す矢印の方向へスライドすることが可能な機構となっている。
【００２３】
また、スロッティドウォール開口遮蔽板６は、スロッティドウォール３と同様、気流の流れ方向にスリット状の開口部を有しており、その数はスロッティドウォール３の開口部と同じである。従って、スロッティドウォール開口遮蔽板６をスライドすることにより、スロッティドウォール３の開口部の面積を変化させることができる。図２の（b）は、スロッティドウォール開口遮蔽板６の開口部とスロッティドウォール３の開口部がまったく重ならない位置とした場合であり、スロッティドウォール３の開口部は全閉となる。反対に、図２の（c）は、開口部同士を重ねた状態であり、スロッティドウォール３の開口部は全開となる。
【００２４】
なお、このように、開口部を全閉から全開まで変更できるようにするためには、スロッティドウォール３の開口部の壁全体に対する面積比率は、５０％以下とする必要があり、スロッティドウォール開口遮蔽板６の開口部についてもそれに応じた比率とする必要がある。
【００２５】
本実施例の風洞では、このスロッティドウォール開口遮蔽板６により、供試体４の状態に応じた適正な計測を可能としている。前述のとおり、スロッティドウォール３は、壁干渉を減少させることにより、供試体４のブロッケージが比較的大きな場合にも適正な計測ができるという効果があるが、その効果は、供試体４のブロッケージ、長さ、設置位置など供試体４の状態により異なってくるため、従来の如く開口部が固定のスロッティドウォール３だけでは、様々な供試体４の状態に対し、常に効率のよい効果を発揮することはできなかった。しかし、スロッティドウォール３の開口部の面積を可変とし、開口部から外部へ流出する気流の割合を調節することで、様々な供試体４の状態に対しスロッティドウォール３の効果を効率良く発揮させるよう対応することができる。
【００２６】
本実施例では、上述のとおり、スロッティドウォール開口遮蔽板６によってスロッティドウォール３の開口部の面積を変更可能である。従って、開口部の面積を調整することにより、供試体４の状態に応じてスロッティドウォール３の効果を効率よく発揮させることができ、適正な計測が可能となる。
【００２７】
次に、本発明の第三の実施例について説明する。図３は、本発明の第三の実施例に係る低速風洞の測定部の構造を示した図である。図の（a）は正面図を、（b）はスロッティドウォール３の開口部が全閉時の側面図を、（c）はスロッティドウォール３の開口部が全開時の側面図を表している。第三の実施例は、第二の実施例の場合と同様、スロッティドウォール３の開口面積を可変とすることで、供試体４の状態に応じた精度のよい計測を行おうとするものであるが、第二の実施例のスロッティドウォール開口遮蔽板６に換えて、スロッティドウォール開口遮蔽シャッター７により開口面積を変更しようとするものである。
【００２８】
図に示すとおり、第三の実施例に係る風洞は、図４に基づいて説明した従来のスロッティドウォール３を用いた風洞に、スロッティドウォール開口遮蔽シャッター７を設けた構造となっている。スロッティドウォール開口遮蔽シャッター７は、スロッティドウォール３の外側に、各開口部毎に取付けられた巻上げ式のシャッターである。このスロッティドウォール開口遮蔽シャッター７を上げ下げすることで、スロッティドウォール３の開口部の面積を変更できる。図３の（b）は、スロッティドウォール開口遮蔽シャッター７を下げて開口部を全閉にした状態であり、（c）は、スロッティドウォール開口遮蔽シャッター７を巻上げて開口部を全開にした状態を示している。
【００２９】
本実施例では、かかるスロッティドウォール開口遮蔽シャッター７によりスロッティドウォール３の開口面積が変更可能となり、第二の実施例の場合と同様、開口面積の調整を行うことにより、供試体４の状態に応じた適正な計測が可能となる。更に、本実施例の場合には、開口部の開閉にシャッターを用いることで、スロッティドウォール３の開口部の面積比率を５０％以上にすることができるため、第二の実施例に比べ調整の幅を広くと取れ、計測対象とする供試体４への制約が更に緩和できるという効果がある。
【００３０】
以上説明したように、第一から第三の実施例に係る風洞では、供試体４の状態に合わせて、気流の再流入角度、あるいはスロッティドウォール３の開口面積を調節することにより、スロッティドウォール３の効果を効率良く発揮させることができる。従って、従来の風洞と比較し、一つの風洞で適正な計測を行うことのできる対象の範囲を広く取れるという効果がある。
【００３１】
本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上、添付図にしたがって説明したように、本発明では以下のような効果を有する。
【００３３】
第一に、可動式のフラップを設け、その角度を供試体の状態に応じて適正に設定することで、気流の再流入角度を適正に調整することができる。従って、様々な供試体の状態に対し、スロッティドウォールの効果を効率良く発揮させ、高精度な計測を行うことが可能となる。
【００３４】
第二に、スロッティドウォールの開口面積を変更する手段を設け、供試体の状態に応じて開口面積を調整することで、開口部から外部へ流出する気流の割合を適正に設定することができる。従って、様々な供試体の状態に対し、スロッティドウォールの効果を効率良く発揮させ、高精度な計測を行うことが可能となる。
【００３５】
第三に、スロッティドウォールに沿って移動可能な遮蔽物を設けることにより、スロッティドウォールの開口面積を供試体の状態に応じて適正に変更することができる。
【００３６】
第四に、スロッティドウォールの開口部を開閉する手巻き式のシャッターを設けることにより、スロッティドウォールの開口面積を供試体の状態に応じて適正に変更することができる。更に、スロッティドウォールの開口部の面積比率を５０％以上にすることができるため、供試体への制約を更に緩和することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例に係る低速風洞の測定部の構造を示した図である。
【図２】本発明の第二の実施例に係る低速風洞の測定部の構造を示した図である。
【図３】本発明の第三の実施例に係る低速風洞の測定部の構造を示した図である。
【図４】従来の一般的な低速風洞の測定部の構造を示した図である。
【符号の説明】
１  縮流胴
２  計測胴
３  スロッティドウォール
４  供試体
５  フラップ
６  スロッティドウォール開口遮蔽板
７  スロッティドウォール開口遮蔽シャッター
【図１】
0003676170.tif 000002
【図２】
0003676170.tif 000003
【図３】
0003676170.tif 000004
【図４】
0003676170.tif 000005