Clarification of Cavitation Erosion Phenomena and Development of Suppression Methods in Cross-Flow Turbines

Research Project

Project/Area Number	25K08542
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	飯尾昭一郎信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80377647)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000) Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	クロスフロー水車 / キャビテーション / 振動 / 模型試験 / CFD
Outline of Research at the Start	クロスフロー水車は他の水車機種と比較して単純構造でありながら流入水量の変化に対する水車効率の低下幅が小さく、小水力発電での年間発電電力量の向上への貢献が期待されている。一方、高落差条件や使用流量が最大使用水量を大きく下回る部分負荷条件ではキャビテーション壊食によるランナやケーシングの損傷が課題である。そこで、CF水車内部の流路形状の見直し等により運転可能条件を拡大し、壊食の抑制と高効率の運転の両立を実現することを目標とし，CF水車内部でのキャビテーションの発生条件やその形態と、流路形状および運転条件との関係を整理し、キャビテーションや壊食の発生を抑制する条件を明らかにする。