液体ー蒸気系における圧力波ーボイド波とその流動特性への影響

Research Project

Project/Area Number	02805011
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Aerospace engineering
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	森岡茂樹京都大学, 工学部, 教授 (60029395)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	石井隆次京都大学, 工学部, 助教授 (20026339)
Project Period (FY)	1990
Project Status	Completed (Fiscal Year 1990)
Budget Amount *help	¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 1990: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords	液体ー蒸気2相流(モデル化) / 液体ー蒸気2相流(数値解析) / 圧力液ーボイド波 / 気液2相ノズル流 / 気泡流の加速 / 気ー液2相流の不安定現象 / 気泡間相互作用 / 垂直2相ブロ-ダウン風洞
Research Abstract	●ノズル内気液2相流を作り出す垂直ブロ-ダウン風洞実験装置を作成し、うまく作動することを確認した。水を用い、混入気体流量と真空槽圧力(主流のボイド率と液相流速に対応)を変えて実験を行った。 ●ストロボ写真を用い、各実験条件について、各測点における気泡の変形・偏流の様子を調べた。さらに2重露光写真により、気泡の局所速度を測定する方法を確立した。 ●半導体圧力変換器により、ノズル軸に沿った壁上の測点で圧力を測定し、平均値、変動の強さ、変動のパワ-スペクトル密度関数を算出するデ-タ処理プログラムを作成し、実行した。 ●いくつかの気泡流モデルに基ずき、ノズル内気泡流の準1次元定常解を数値的に求め、ボイド率、気泡寸法の相違による気泡流の加速特性、特に速度滑り特性を調べた。定常解に、ノズル上流のある位置で、ある時刻から圧力の周期変動を加え、その後の伝播および成長・減衰の様子を調べた。 ●ガスインゼクタ-、ストロボ測定系の工夫により、微小・均一気泡の発生、気泡の変形・偏流の鮮明な可視化に成功した。減圧・加熱水,nーペンタンによる実験を開始した。 ●初期値問題に適切な(複素特性曲線を与えない)体積中心速度に関する気相の運動方程式を用いるモデルは、ノズル流れに対して局所キャビテ-ションを生じ、実験結果に合わない。定常・準1次元流れに局所圧力変動を加えて、変動のその後の伝播・成長を調べる方法は、観測される圧力変動の特性と定性的に(一部定量的に)一致する。 ●蒸発・凝縮、気泡の核化を伴う流れの実験、および解析モデルの構成、それによる波の分散特性、ノズル流れの計算は、現在進行中であり、近く、論文および著書として公表する準備を進めている。