| Project/Area Number |
23K20920
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| Project/Area Number (Other) |
21H01278 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富来 礼次 大分大学, 理工学部, 教授 (20420648)
劉 孝宏 大分大学, 理工学部, 教授 (60230877)
栗原 央流 大分大学, 理工学部, 准教授 (90344481)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
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| Keywords | 渦 / 管群 / 気柱共鳴現象 / ボイラ / 流体関連振動・騒音 / 吸音 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、CO2排出量が少ないコンバインドサイクル発電システムの開発が積極的に進められている。本発電において使用される排熱回収用ボイラなどの熱交換器の伝熱管群では、度々気柱共鳴現象が発生し振動と騒音が問題となる。本研究は、伝熱性能に優れた管群の一部において渦による吸音現象を利用して音響減衰を増加させ、気柱共鳴現象の発生を防止する新しい防止対策および設計法を開発することを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
A new preventive measure was developed to prevent the occurrence of acoustic resonance in boilers by increasing acoustic attenuation using sound absorption phenomena caused by vortices in a part of tube banks with excellent heat transfer performance. Tube rows with smaller the gap with a back ground air space has a sound-absorbing effect, but larger the gap result in large vortex shedding noise. In tube bank with excellent heat transfer performance, installing tube bank with a narrow gap at a location where the particle velocity of the acoustic resonance in the lift direction is relatively large near the wall can reduce synchronization of vortex emissions from the tube banks and deter the occurrence of acoustic resonance. To be effective, the gap between tubes must be very small. The challenge is to improve the sound absorption coefficient at a gap between the tubes where there is no danger of tube contact due to tube vibration.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、火力発電所用ボイラなどにおいて発生する恐れがある気柱共鳴現象によるトラブル対策に多大に寄与する。背後空気層を有する非常に隙間の狭い管列には吸音効果がある。伝熱性能に優れた管群において、壁付近で揚力方向の気柱共鳴現象の粒子速度が比較的大きい場所に隙間の狭い管群を設置することで、管群からの渦放出の同期化を減らし、気柱共鳴現象の発生を抑止できる。管の本数が多い管群内の三次元の流れ場の数値解析は未だ困難であり、流体・音響・構造が密接に連成した管群気柱共鳴現象の正確な発生予測は不可能である。本研究成果は、数値解析の結果の可否を判断するためのベンチマークデータとしても使用できる。
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