1996 Fiscal Year Annual Research Report
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07650226
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| Research Institution | KANAZAWA INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
佐藤 恵一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (50113030)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新谷 一博 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (80139758)
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| Keywords | キャビテーション / 壊食 / 渦 / 気泡力学 / 高速液流 / 衝撃圧 |
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| Research Abstract |
本研究においては,試験片(キャビテ-タ)として代表的な剥離渦流れを呈する円柱および三角柱を用いた.円柱については,渦キャビテーション気泡・崩壊挙動の3次元的特徴およびキャビテーション壊食機構との関連を明らかにするため,主流方向およびスパン方向観察用試片の2種類について行った.3角柱については,特に高速流れ用として試験流路を作成し,衝撃・壊食実験などを含めた研究を行った.
気泡崩壊様相と気泡衝撃圧あるいはキャビテーション壊食痕との同時観察のシステムを,特に高衝撃性の気泡形態の解析を目的としたトリガーレベルの調整機能を考慮したものを構築し,上述の試験片について計測した.その結果,渦キャビテーションの気泡崩壊過程に大きく分けて3種類あることをあきらかにした.すなわち,A)壁面よりやや離れた位置において準球状的に収縮崩壊運動を行うもの,B)壁面に付着した形で非球状的に壁面方向へ衝突するように収縮崩壊運動を行うもの,C)渦キャビテーション気泡の細長い形をほぼ保ったまま崩壊運動するもの,である.この形態と壊食効果との関係も検討した.特に,B)に示したタイプに着目するとともに渦キャビテーションは流れ中に比して壁面近傍で特異な挙動を示すこと、壁面に垂直方向の回転軸をもつ渦キャビテーション気泡形態が衝撃力が特に強いことなどを実験的に明らかにした.キャビテーション衝撃圧測定用センサーを作成・使用するとともにアルミ板などによる壊食との同時計測法をも提示した.
主目的である渦キャビテーション気泡の衝撃発生機構の解明について,崩壊時近傍の高速度ビデオ撮影および崩壊時に発する衝撃力あるいは壊食との同時計測を行い検討した.この種の研究は世界的に数少なく貴重なデータを提示することができた.
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[Publications] 佐藤恵一: "Collapsing Behavior of Vortex Cavitation Bubbles in the wake of a Circular Cylinder" Cavitation and Gas-Liquid Flow in Fluid Machinery and Devices. FED-226. 119-126 (1995)
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[Publications] 佐藤恵一: "壁面近傍での渦キャビテーション気泡の崩壊挙動観察" キャビテーションに関するシンポジウム(第8回). 15-18 (1995)
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[Publications] 佐藤恵一: "渦キャビテーションの壁面近傍での崩壊パターン" 日本機械学会講演論文集. 967-1. 35-36 (1996)
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[Publications] 佐藤恵一: "渦キャビテーション様相・衝撃力の同時計測と崩壊時近傍の気泡挙動" 第37回ターボ機械協会講演会論文集. 100-105 (1996)
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[Publications] 佐藤恵一: "渦キャビテーション気泡の運動観察" 混相流シンポジウム'96講演論文集. 259-262 (1996)
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[Publications] 佐藤恵一: "流れ中での固体壁近くの渦キャビテーション気泡の崩壊・衝撃挙動" 日本機械学会論文集. 63-606. 372-377 (1997)
