遷音速ディフューザ内の圧力変動に対するアクティブコントロールに関する研究

• Project/Area Number: 09750200
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Fluid engineering
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 屋我 実 琉球大学, 工学部, 助教授 (60220117)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1998: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1997: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: Compressible flow / Transonic diffuser / Pressure fluctuation / Active control / Throat / Rotating propeller / Multiple shock waves / Compressible fluid / Shock wave / Instability

Research Abstract

本論文は,これまでスロート近傍に多孔壁とキャビティ設置することによるパッシブコントロールで低減できなかった低周波域の圧力変動を,アクティブコントロールによって実現する事を目的としたものである.アクティブコントロールに用いるアクチュエータとしてアルミ製のプロペラを採用し,これを回転面が流れに対し垂直になるようにディフューザ内のスロートの位置に設置した.実験はプロペラの直径とブレードの幅,および回転数を変化させ,これらが各風洞圧力において流れ場に与える影響を圧力変動とシュリーレン法による流れ場可視化によって調べた.その結果プロペラが流路にはみ出る面積Apとスロートの面積A^*の比Ap/A^*が0.052の場合,スロート下流40mmの位置で測定した圧力変動の自乗平均値の最大値が変動周波数900Hzで減少したことがわかった.これに対し,Ap/A^*が0.006ではいずれの周波数においてもスロートおよびスロート下流40mmの位置における圧力変動に対して,全く影響が見られなかった.またAp/A^*が0.023および0.031の場合,スロート下流40mmの位置では圧力比が1.4以下で変動周波数が800Hzと900Hzの時流れ場に影響が出るが,それより大きい圧力比では同じ周波数に対しても影響が表れない事がわかった.
流れ場の可視化よりAp/A^*が0.052で900Hzの変動を与えた場合,圧力比が1.40付近で衝撃波の位置がかなり変動し,複数の衝撃波が発生する事も確認された.

Research Products

• [Publications] M.Yaga,T.Haga,K.Oyakawa: "The Effect of Porous Partition Plate in a Cavity on Passive Cotnrol in Transonic Diffusers" Proc.Experimental Heat Transfer,Fluid Mechanics and Thermodynamics. Vol.3. 1687-1692 (1997)
• [Publications] 屋我・与那嶺・宮城・瀬名波・親川: "遷音速ディフューザのアクティブコントロールに関する研究" 第52期総会講演会・日本機械学会講演論文集. No.998-1. 193-194 (1999)