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風洞模型非接触支持方法及び装置 コモンズ

国内特許コード P110006231
掲載日 2011年12月20日
出願番号 特願2007-213314
公開番号 特開2009-047524
登録番号 特許第5039478号
出願日 平成19年8月20日(2007.8.20)
公開日 平成21年3月5日(2009.3.5)
登録日 平成24年7月13日(2012.7.13)
発明者
  • 清野 寛
  • 斉藤 実俊
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 風洞模型非接触支持方法及び装置 コモンズ
発明の概要

【課題】 支持部材を必要とせずに、比較的簡単な構成で風洞模型を非接触で支持する方法及び装置を提供する。
【解決手段】 本発明の風洞模型非接触支持装置1は、風洞模型10に配置された超電導バルク体12及びこの超電導バルク体12を冷却しつつ保持する冷却容器11と、模型10が対向する風洞内面20に配置された永久磁石21と、を備える。寒剤13で冷却された超電導バルク体12の磁場捕捉特性により、風洞模型10は風洞内面20に対して非接触で支持される。風洞内面20に設けられた永久磁石21には荷重センサ24、34が設けられ、これらの荷重センサで風洞模型10に作用する抗力及び揚力を測定する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


風洞実験において、試験体の模型に空気力学的に作用する抗力や揚力などを測定する場合、通常は、流れに影響を与えないようにピアノ線などを使って試験体となる模型を支持する方法や、磁力によって非接触支持する方法がある(例えば、特許文献1参照)。



図5は、ピアノ線を用いた模型支持方法の一例を説明する図である。
図5に示すように、この方法では、模型10を複数のピアノ線61で吊り下げている。この際、実験中に模型10の姿勢が変化しないように、模型10をx、y及びz方向の全ての方向に対して拘束する必要がある。また、模型10の姿勢(床面からの高さ、水平度、風に対する角度など)を調整するためには、ピアノ線61の長さを変更する必要があり、模型のセットや調整に多大な労力を要する。また、ピアノ線61自体が空気の流れに影響を及ぼし、測定値の誤差の要因となる。さらに、空力音の測定などでは、ピアノ線61などの支持部材から発生する騒音がノイズ音となってしまう。
このような点から、風洞試験においては模型以外の物体(ピアノ線61などの支持部材)が存在しないことが好ましい。



図6は、磁力を用いた模型支持方法の一例を説明する図である。
装置は、模型10の周囲に配置されて、各々磁気回路を形成するコイル71~74、コイル75~78、模型10の前後に配置された空芯コイル79、80とを備える。一方、模型10には、永久磁石などの強力な磁石体が搭載されており、この磁石体と、コイルに通電することにより生じた外部磁場との間の磁気作用によって磁気力が生じ、模型10を磁気的に浮上させて支持する。実験時には、コイルの電流の大きさを測定することにより、抗力を検出する。図中の符号81は、模型10を観察するカメラである。



この方法では、模型を支持する部材が不要であるが、コイル電流から抗力を求める際に、予め、コイル電流と空気力との関係を調べてマップ、関数、表などの対応関係を求めておく必要がある。そして、模型の形状を変更するたびにこのような繁雑な作業が必要になってしまう。




【特許文献1】特開2003-344215

産業上の利用分野


本発明は、風洞試験において風洞模型を非接触で支持する方法及び装置に関する。特には、支持部材が不要であるとともに、比較的簡単な構成で風洞模型を非接触で支持できる方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
風洞中に風洞模型を非接触で支持する方法であって、
前記風洞模型、又は、該模型が対向する風洞内面のいずれか一方に、超電導バルク体、及び、該超電導バルク体を冷却しつつ収容する冷却容器を備えるとともに、いずれか他方に磁場発生装置を備え、
前記超電導バルク体の磁場捕捉特性を利用して前記風洞模型を前記風洞内面に対して非接触で支持し、
前記風洞内面に備えられた前記冷却容器又は磁場発生装置に荷重センサが設けられ、該荷重センサで前記風洞模型に作用する抗力及び揚力を測定することを特徴とする風洞模型非接触支持方法。

【請求項2】
前記風洞模型に永久磁石を備え、
前記固定面に超電導バルク体及び冷却容器を備えることを特徴とする請求項1記載の風洞模型非接触支持方法。

【請求項3】
前記風洞模型に超電導バルク体及び冷却容器を備え、
前記風洞内面に超電導磁石又は超電導コイルを備えることを特徴とする請求項1記載の風洞模型非接触支持方法。

【請求項4】
(現請求項5)
前記風洞内面に設けられた超電導バルク体及び冷却容器が移動可能なことを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載の記載の風洞模型非接触支持方法。

【請求項5】
風洞中に風洞模型を非接触で支持する装置であって、
前記風洞模型、又は、該模型が対向する風洞内面のいずれか一方に配置された、超電導バルク体、及び、該超電導バルク体を冷却しつつ収容する冷却容器と、
いずれか一方に配置された磁場発生装置と、を備え、
前記超電導バルク体の磁場捕捉特性を利用して前記風洞模型を前記風洞内面に対して非接触で支持し、
前記風洞内面に備えられた前記冷却容器又は磁場発生装置に設けられた荷重センサを有し、該荷重センサで前記風洞模型に作用する抗力及び揚力を測定することを特徴とする風洞模型非接触支持装置。

【請求項6】
前記風洞模型に配置された永久磁石と、
前記固定面に配置された超電導バルク体及び冷却容器と、を備えることを特徴とする請求項記載の風洞模型非接触支持装置。

【請求項7】
前記風洞模型に配置された超電導バルク体及び冷却容器と、
前記風洞内面に配置された超電導磁石又は超電導コイルと、を備えることを特徴とする請求項記載の風洞模型非接触支持装置。

【請求項8】
前記風洞内面に設けられた超電導バルク体及び冷却容器が移動可能なことを特徴とする請求項5~7いずれか1項記載の記載の風洞模型非接触支持装置。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007213314thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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