圧力波による流れの実時間診断に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460112
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 三宅 裕 大阪大学, 工学部, 教授 (50029005)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大川 善邦 大阪大学, 工学部, 教授 (10006984) ; 稲葉 武彦 大阪大学, 教養部, 助教授 (00029307) ; 梶島 岳夫 大阪大学, 工学部, 講師 (30185772) ; 板東 潔 大阪大学, 工学部, 助教授 (70156545)
• Keywords: 流れ診断 / 圧力波 / 音波 / 水中放電 / 境界要素法 / 逆問題 / 同定問題

Research Abstract

本研究は管路や羽根車流路内で発生させた衝撃的圧力波(音波)を流路壁面に配置した多数の圧力センサによって受信し,得られた圧力波波形から境界要素法逆問題を解いて,流れの内部に存在する異物(気泡,固形物)を同定することを目的とする.本年度は,水封のアクリル製直方体容器内で,高圧放電による生成気泡により衝撃圧力波を発生させ,容器内に金属球が存在する場合としない場合について,圧力波形の計測実験と逆解析計算を行った.その際,同一規模の気泡の安定な発生,放電回路と受信回路の正確な同期,超高周波信号の受信,AD変換器を通して電子計算機へデ-タを取込むプログラムの製作を行った.その結果,極めて測定精度と再現性の高いデ-タ計測が可能となった.ただし圧力計測点が一点であること,およびアクリル製容器の場合には剛体壁と近似できないという理由により,逆解析計算の実用的精度は十分ではなかった.そこで,真ちゅう製の直方体容器を製作し,容器壁に多数個の圧力変換器を取り付けて,圧力波形の計測実験と逆解析計算を行った.その際,多数個の圧力計測デ-タを同時高速処理するプログラムと並列回路を作成した.その結果,真ちゅう製容器壁からの反射波はアクリル製容器壁からの反射波に比べて,位相と振幅が大きく変化すること,およびステンレス球が存在する場合には,球内の透過波を考慮する必要があることなど重要な知見が得られた.これらの結果より逆解析計算の同定精度は向上した.次に,計算を実用的流路に適用するために,三次元の分岐管に対する音響特性の境界要素法計算,および圧力波受信の計測実験を行った.これらの結果については学会発表を予定している.

Research Products

• [Publications] 赤碕 琢也,三宅 裕,板東 潔: "圧力波による流れ診断の基礎研究" 日本機械学会講演概要集. 914ー2. (1991)
• [Publications] 福森 健至,三宅 裕,板東 潔: "パネル法による管路の音響特性解析" 日本機械学会講演概要集. 914ー2. (1991)
• [Publications] 三宅 裕,板東 潔: "流れ診断のためのパルス状の高圧音波の水中発生とその伝幡" 日本機械学会論文集.