円形渦による音波散乱の数値シミュレーション

抄録

現在広く使われている流速測定法には、熱線流速計、ＰＩＶなどがあるが、加熱細線の挿入やトレーサー粒子の混入によって流れを乱すおそれがある。 一方で、渦による音波の散乱を計測することによって、原理的には流速を測定できることが指摘されている。 このような測定法には非接触で流速が測定できる利点が予想される。 そこで、集中渦による音波の散乱の計測をもちいて非接触流速測定法が実現可能かどうかについて基本的な調査をする目的で、円形渦による音波散乱の数値計算を試みた。 数値計算は、基本流のまわりに線形化されたオイラー方程式を6次コンパクト差分スキームで離散化し、3段3位のシンプレクティック積分法によって時間積分した。 安定化のために10次のコンパクト・フィルターを適用した。 散乱の様子をふたつのパラメータ、(渦半径)/(波長)とマッハ数に関して考察する。