JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
64670000.pdf1.68 MB
Other TitleValidation of rFlow2D in Low Reynolds Number Flows
Author(jpn)田辺, 安忠; 齊藤, 茂; 菅原, 瑛明
Author(eng)Tanabe, Yasutada; Saito, Shigeru; Sugawara, Hideaki
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構航空プログラムグループ運航・安全技術チーム; 宇宙航空研究開発機構航空プログラムグループ運航・安全技術チーム; 菱友システムズ
Author Affiliation(eng)Operation and Safety Technology Team, Aviation Program Group, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Operation and Safety Technology Team, Aviation Program Group, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Ryoyu Systems
Issue Date2010-06-30
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication titleJAXA research and development memorandum
Publication date2010-06-30
AbstractA CFD code "rFlow2D" for sectional rotor blade aerodynamic analysis based on the overlapping grid method was developed. Conditions at each section of a rotor blade differ due to the rotation and a wide speed range spanning from low to transonic. The SLAU scheme, which was originally proposed as an all speed numerical scheme was modified for moving overlapping grid method. This new scheme is called "mSLAU". Also, the FCMT (Fourth-order- Compact MUSCL TVD) method is used to realize high spatial resolutions. The Dual-time stepping method is used for efficient implicit unsteady flow calculations. This paper reports on the two-dimensional results obtained from the validation of this new code in low speed and low Reynolds number flowfields. Aerodynamic analysis is conducted for a cylinder, the NACA0012 airfoil and the E193 airfoil. In the flow field around the cylinder, calculation accuracy at low speed was confirmed to be satisfactory and the obtained results showed good agreement with experimental data where the size of the wake flow bubble and Karman vortex shedding are compared, and drag coefficient was obtained, showing qualitatively good agreement with experimental data. The calculated lift coefficients of the two wing sections showed good agreement with the experimental data.
ヘリコプタのロータ・ブレード断面における空力解析を行うことを目的とした重合格子法に基づく圧縮性CFD コード"rFlow2D"が開発された。ロータ・ブレードは回転しているため、ブレード断面ごとに条件が異なり、速度域も低速から遷音速域と幅広い。著者らは全速度型スキームとして提案されたSLAUスキームを移動重合格子法に拡張した。拡張したスキームをmSLAU と呼ぶ。このコードでは、空間分解精度を上げるため4 次精度のFCMT(Fouth-order- Compact MUSCL TVD)法を用いて値の再構築、Dual-time stepping 法を用いて非定常陰解法を構築している。本報告では、コードの精度検証として2 次元における低速および低レイノルズ数流れ場における検証計算の結果について報告する。対象とした流れ場は、円柱およびNACA0012 翼型、また応用例としてE193 翼型の空力解析を行った。円柱周りの流れ場では、低速の計算精度は十分な精度であることを確認した。また、後流渦サイズおよびカルマン渦放出周期は実験値と良い一致が得られ、抵抗係数も定性的に良い一致が得られた。翼型においても揚力係数は実験値と良い一致が得られた。
DescriptionOriginal contains color illustrations
形態: カラー図版あり
KeywordsHelicopter, CFD, SLAU Scheme, Low Reynolds number
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発資料
Report NoJAXA-RM-10-005

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