気液二相流中の翼面境界内ボイド率の測定と境界層剥離の研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02805024
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 市川 保正 東京大学, 工学部, 助手 (40134473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川田 達雄 東京大学, 工学部, 助手 (00010851) ; 松本 洋一郎 東京大学, 工学部, 助教授 (60111473) ; 大橋 秀雄 東京大学, 工学部, 教授 (90010678)
• Keywords: ボイド率 / 気液流 / 翼性能 / 境界層 / 剥離 / 光ファイバ / 画像処理 / 可視化

Research Abstract

本年度は主にボイドセンサの開発と気泡流における剥離についての実験を行った。
まず、光ファイバ-を用いた壁面ボイド率計については、基礎実験として、気泡流中におかれた壁面にファイバ-端面を埋めた発光受光システムを開発し、ファイバ-端面の極近傍を通過する気泡からの反射光を検知し、その点での時間平均ボイド率を測定するのに成功した。このデ-タを基に、光ファイバ-を埋設した翼を製作し、信号処理システムを開発した。
また、気泡流における剥離構造の研究を行うために、壁面に静圧孔を開けた二次元ディフュ-ザ-を用いて、気泡流にたいして正の圧力勾配をもつ壁面での剥離構造の解明を実験的に行った。実験は静圧分布の流量ボイド率にたいする変化を調べた。この結果、剥離が存在しなければ流量ボイド率が増加するにしたがって圧力回復係数が単調に低下するが、剥離がある場合には、ある流量ボイド率を越えると剥離が抑制され圧力回復係数が急激に増大することが明らかにされた。これらの現象は可視化しビデオ及び高速度カメラによる撮影を行った。さらに、翼周りの気泡の挙動を明らかにするために、迎え角0ﾟ及び15ﾟの場合の翼周りの気泡の流れの可視化を行い、これを高速度カメラによって撮影しビデオ化した。これらの画像デ-タは、画像処理ソフトの開発ができしだい解析を行い気泡の挙動と剥離の関係を解析する予定である。