空力性能の向上を支援する低圧旋回渦同定手法の開発

抄録

空気抵抗低減とデザインの両立のために，空気抵抗に寄与する低圧旋回渦を同定する手法を開発した。自動車空力の分野で用いられる従来の渦同定手法は，煩雑な同定結果を与え，更に必ずしも低圧旋回渦を同定しているとは限らなかった。そこで，筆者らは，乱流の基礎研究において，低圧旋回渦の渦中心軸を同定する圧力断面極小旋回法に着目し，自動車周りの流れ場にも適用できるように拡張した。具体的には，既存手法を自動車空力のシミュレーションで用いられる非構造格子にも対応できるよう理論を拡張した。更に，煩雑な同定結果をもたらす渦中心軸の断片化を抑制するために，渦中心点の物理的情報を考慮した渦中心軸構築アルゴリズムを開発した。本手法を自動車周りの流れ場に適用した結果，自動車周りに発生する既知の特徴的な渦を同定することができた。更に，本手法は従来手法と比較して，渦中心軸の断片化を抑制することができた。これらの結果から，本手法は自動車周りの低圧旋回渦を同定するのに有効であるといえる。今後は，渦が定量的に評価できるように本手法を進化させ，空気抵抗と渦のモデル式を構築することで，空気抵抗低減とデザインの両立に貢献していく。