ターボ機械翼端流れのアクティブ制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555066
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 井上 雅弘 九州大学, 工学研究科, 教授 (90037903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 澄生 三菱重工業株式会社, 高砂研究所, 主任研究員 ; 原 和雄 九州大学, 工学研究科, 助手 (00150491) ; 古川 雅人 九州大学, 工学研究科, 助教授 (30181449)
• Keywords: ターボ機械 / 翼端流れ / 能動制御 / 回転翼列 / 翼端漏れ渦

Research Abstract

流れのアクティブ制御技術を軸流形ターボ機械の翼端流れ場に適用することによって,ターボ機械の高効率および高性能化を図るために,本研究では,軸流ターボ圧縮機の動翼列における翼端流れ場の構造を詳細に解析して,翼端流れ場に対する効果的なアクティブ制御スキームの構築を試みることを目的として,本研究は軸流圧縮機動翼列の失速点近傍における翼端漏れ渦の崩壊に伴う非定常性を調べた.その結果,以下のような知見が得られた.
中程度の負荷係数を有する軸流圧縮機動翼列の失速点近傍において,翼前縁近傍で形成された翼端漏れ渦は翼通路内でスパイラル形の崩壊を示す.漏れ渦のコアは時間とともに大きく変動し,隣接翼の圧力面と激しく干渉する.その干渉過程において,漏れ渦は圧力面境界層とリンクし,圧力面上に足を持った翼面に垂直な渦構成が形成され,この渦構造は下流へ移流しながら急速に減衰する.この干渉の結果,翼端近傍の圧力面前半部で極めて大きな圧力変動が現れるとともに,翼に作用するトルクも変動する.渦崩壊に伴う漏れ渦の運動およびその圧力面との干渉は周期的であり,その周波数は翼通過周波数の1.07倍であることが分かった.

Research Products

• [Publications] 原 和雄: "軸流ターボ機械の翼端漏れ渦の循環評価モデル"ターボ機械. 27-2. 103-109 (1999)
• [Publications] Masato FURUKAWA: "The Role of Tip Leakage Vortex Breakdown in Comprssor Rotor Aerodynamics"ASME Journal of Turbomachinery. 121-3. 469-480 (1999)