厚いオリフィスを通過する流れの音波による制御に関する研究

• Project/Area Number: 07750209
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Fluid engineering
• Research Institution: Numazu National College of Technology
• Principal Investigator: 村松 久巳 沼津工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (70219939)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1995: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: オリフィス / 音波 / 流量制御

Research Abstract

1 目的 空気圧回路において厚いオリフィスは、減圧や流量調節を目的として多く用いられている。本研究では、オリフィスが設置された流路内に共鳴音波を加えることによりオリフィスを通過する音速流れと亜音波流れにおける空気流量を制御することを目的とする。
2 結果
(1)この制御方法は、流路内に加える音の周波数、音量、オリフィス内径に依存する。
(2)オリフィス内径dが、O<d/D<0.282の場合(Dは流路内径)、共鳴音波を加えると、音速流れと亜音速流れともにオリフィスの上流側の静圧が変化し、下流側の静圧は変化せず流量が制御できる。圧力変動の周波数スペクトルより、音と同一の周波数を有する圧力変動のピークがオリフィスの上流側のみに存在し、音はオリフィスの下流側に伝播せずオリフィスの上流側の流路内のみが共鳴する。
(3)0.282≦d/D<1の場合、亜音速流れではオリフィスの上流側と下流側の静圧が変化し、流量が制御できる。音と同一の周波数を有する圧力変動のピークがオリフィスの上流側と下流側に存在し、音はオリフィスの下流側にも伝播し、流路内が共鳴する。
3 まとめ 本研究では、厚いオリフィスを通過する空気流量を共鳴音波により制御可能であることを明らかにした。今後、音と流れ場の干渉を明らかにし、この方法の制御機構を解明する。さらに、オリフィスを通過するとき生じる圧力変動より非共鳴音波を作り、これによる制御の可能性を検討する予定である。