マツダ技報2023
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―162―Key words:Heat・fluid, Aerodynamic, Computational fluid dynamics, Vortex IdentificationTo achieve both less aerodynamic drag and design, a method to identify low-pressure vortices with swirling motions around a vehicle has been developed. Previous vortex identification methods are generally used in the field of vehicle aerodynamics, which give complex identification results and do not always identify low-pressure vortices with swirling motions. Therefore, we focused on the sectional-pressure-minimum-and-swirl method that visualizes vortex core lines of low-pressure vortices with swirling motions, and extended the method to be applicable to flow fields around a vehicle. Specifically, the existing method was extended to be applied to unstructured grids used in vehicle aerodynamics simulation. In addition, we have developed a vortex core line construction algorithm that uses the physical information of the vortex center point to suppress the fragmentation of the vortex core lines. By applying the new method to the flow filed around a vehicle, the known vortices that occur around a vehicle was identified. Moreover, the new method is able to suppress the fragmentation of vortex core lines, which the previous methods cannot. From these results, the new method is proved to be e■ective to identify low-pressure vortices with swirling motions around a vehicle. In the future works, this method will be extended to be evaluated vortices quantitatively and a model relating vortices and aerodynamic drag will be constructed. This model will be used to contribute to both less aerodynamic drag and design.Technical Research CenterYusuke NakamuraKeigo Shimizu1. はじめにSwirling Motions to Support Improvement of Aerodynamic Performance論文・解説27Development of Identification Method of Low-Pressure Vortices with 要 約 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。Abstract 自動車からの二酸化炭素排出量削減や電気自動車の航続距離増加に対して,空気抵抗の低減がますます重要に*1,2  技術研究所 中村 優佑*1清水 圭吾*2なっている。空気抵抗は,空気と物体表面間の摩擦による摩擦抵抗と空気が物体から剥離し渦が形成され,物体背面の圧力の低下による圧力抵抗に分けられる。自動車の場合,空気抵抗の約9割が圧力抵抗であるため(1),そ空力性能の向上を支援する低圧旋回渦同定手法の開発

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