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マイクロターボ機械用動圧型気体スラストフォイル軸受の設計手法の開発

Research Project

Project/Area Number 12F02361
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

金子 成彦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143378)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GADELMOULA Abdelrasoul  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
GADELMOULA A. M.  東京大学, 大学院工学系研究科, 外国人特別研究員
GADELMOULA A.M.  東京大学, 大学院・工学系研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2014: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2013: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords軸受 / フォイル軸受 / スラスト軸受 / 動特性 / 静特性 / 設計 / シミュレーション / 省エネルギー / 軸 / 無潤滑 / 振動 / 弁 / フォイル / スラスト / 動設計
Outline of Annual Research Achievements

省エネルギー化をかなえるポテンシャルを有する動圧型気体フォイル軸受は、ターボ機械の小型化とオイルフリー(無潤滑油化)技術を実現するための鍵を握る要素である。近年、ラジアル軸受については、研究が盛んに行われ、動圧型気体フォイル軸受の設計と開発を支援できる性能予測ツールがフェン・金子によって提案されているが、スラスト軸受については検討されておらず、信頼できる設計ツールは提案されていない。そこで、本研究では、金子研究室から提案しているラジアルフォイル軸受の性能予測のための数値解析手法を発展させて、スラストフォイル軸受の設計と開発を支援できる性能予測ツールを構築することを目的として研究を行った。
その結果、申請者らの研究室で開発が進められてきた構造(フォイル)と流体(空気)および熱を連成させた数学モデルを基に基本的なダイナミクスを把握するとともに、最適なフォイル形状設計を提案することに成功した。さらに、フォイル部材の精密塑性加工を実現するために薄板の塑性加工で用いられるシミュレーションによる解析技術を用いたフォイルの加工法と設計法を組み合わせることによって、フォイルの加工装置とシームレスにつながったフォイルベアリング生産手法を確立するための手法の提案を行い、成果を纏めて国内外の雑誌論文や講演論文として発表した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] A New Structural Stiffness Model for Bump-type Foil Bearings: Application to Generation II Gas Lubricated Foil Thrust Bearing2014

    • Author(s)
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • Journal Title

      ASME Journal of Tribology

      Volume: 136 Issue: 4 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1115/1.4027601

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A New Structural Stiffness Model for Bump-type Foil Bearings : Application to Generation II Gas Lubricated Foil Thrust Bearing2014

    • Author(s)
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • Journal Title

      ASME Joumal of Tribology

      Volume: TRIB-13-1126(印刷中)(掲載確定)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fluid Flow and Thermal Features of Gas Foil Thrust Bearings at Moderate Operating Temperatures2014

    • Author(s)
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • Organizer
      IFToMM-ICORD2014
    • Place of Presentation
      Milan (Italy)
    • Year and Date
      2014-09-22 – 2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CFD-Based Desig and Performance Characteristics of Generation II Foil Thrust Bearing for Microturbomachinery Applications2014

    • Author(s)
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • Organizer
      15^<th> International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, ISROMAC-15
    • Place of Presentation
      Honolulu, HI, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Prediction of the Elastoaerodynamic Behavior of Compliant Foil Thrust Bearing Using a New Bump Foil Model2013

    • Author(s)
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • Organizer
      Proceedings of JSME Dynamics and Design Conference 2013
    • Place of Presentation
      福岡県・九州産業大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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