（2）渦中心軸の断片化の抑制 渦の個別同定のためには，渦中心軸の断片化を抑制する必要がある。断片化の原因の一つとして，渦中心軸の構築の際に，渦中心点の物理的情報を考慮していない点が考えられる。圧力断面極小旋回法は，最短距離同士の渦中心点を結合するため，数値誤差などによる誤った渦中心点と結合し，渦中心軸の断片化を引き起こす可能性がある。 そこで，筆者らは，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。具体的には，結合される渦中心点同士は，類似する物理的情報をもつことが考えられるため，以下に示す二つの角度に着目し，その角度条件を満たす最短距離にある点と結合するとした。Fig. 5に示すように，各渦軸方向間の角度を θ，渦軸方向と渦中心軸間の角度をηとし，角度ごとに最大許容角度 θmaxとηmaxを設定する。θmaxを導入する目的は，同じ渦中心軸を構成する渦中心点同士の渦軸の角度の差は，さほど大きくないという点を表現するためである（11）。ηmaxを導入する目的は，数値誤差による渦の中心点の密集によって引き起こされる渦中心軸の非物理的な曲線を防ぐことである。角度の基準である θmaxとηmaxを理論的に決定することは困難なため，単純な渦構造である角柱のカルマン渦を用いてパラメータスタディを行い，θmax＝20° と ηmax＝40° と決定した。―165―Fig. 6 Pressure Distribution, Velocity Vector and Vortex 3.2 既知の特徴的な渦の再現性 本手法で同定された渦は，既知の特徴的な渦を再現しなければならない。そこで，本手法がそれらの渦を同定できているか検証を行った。 まず，自動車周りに発生する既知の特徴的な渦を対象に行った検証結果を示す。Fig. 7に領域型である速度勾配テンソルの第二不変量Q（12）の等値面と本手法による渦中心軸の同定結果を示す。管状となるQの等値面は，自動車周りに発生するフロントピラー渦，ボディサイド渦，床下渦，後引き渦といった四つの特徴的な渦（2）を再現することが知られている。渦中心軸は，特徴的な渦に対応する管状の等値面の中に存在していることが分かる。したがって，本手法は自動車周りの特徴的な渦を同定できるといえる。 次に，フロントタイヤ周りにおける発生する既知の特徴的な渦を対象に行った検証結果を示す。Fig. 8にフロントタイヤハウス外側における，本手法による渦中心軸の同定結果を示す。渦中心軸の色は回転方向を表しており，主流方向（x方向）の渦度が正の場合は赤，負の場合は青で示している。大文字で示す渦は，主流方向に伸びる渦，小文字で示す渦は主流方向に対して直交する方向に伸びる渦である。主流方向に延びる渦の位置は，先行研究（13）で同定された渦と定性的に一致し，回転方向も一致することが確認できた。よって，本手法により同定された渦中心軸は，フロントタイヤ周りの特徴的な渦を同定できるといえる。 更に，フロントタイヤ周りの渦と関連する既知の流れ構造を再現しているか検証を行った。渦と関連する流れ構造の抽出には，流線による手法がよく用いられる。その際，シード点とよばれる点を空間に配置することで，Core Line around the Front Pillar Vortex3. 結果・考察Direction of Vortex Axis Vortex Center Point Fragmentation of the Vortex Core LinesVortex Core Line Vortex Core Line Close-up Low Velocity Vector Pressure High 圧力断面極小旋回法を拡張した手法（以下，本手法）が，従来手法と比較して有効か検証した結果（7）（8）（9）を解説する。なお，検証に用いる流れ場のデータセットは，数値計算により得られたセダンタイプ周りの時間平均された流れ場とした。3.1 低圧旋回渦の同定 本手法によって同定された渦中心軸が，低圧旋回渦であるかについて検証を行った。 Fig. 6に，フロントピラーから発生した渦の可視化結果を示す。コンター図は圧力，矢印は平面上における2次元の速度ベクトル，線は本手法で同定した渦中心軸である。Fig. 6の赤枠内を見ると，渦中心軸は周囲より圧力が低い部分を通過していることが分かる。更に，渦中心軸近傍の速度ベクトルが回転を表していることから，渦中心軸近傍の流れは旋回運動をしていることが分かる。これらの結果から，本手法は低圧旋回渦を同定できるといえる。𝜃𝜃𝜃𝜃 Fig. 5 Definition of Angular to Prevent the 𝜂𝜂𝜂𝜂 𝒆𝒆𝒆𝒆3
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