1997 Fiscal Year Annual Research Report
PIVとUVPの同時計測法による回転キャビテイ内流れの渦構造の解明
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09650182
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
山下 新太郎 岐阜大学, 工学部, 教授 (20023236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 邦和 岐阜大学, 工学部, 助手 (20234932)
井上 吉弘 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (00176455)
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| Keywords | キャビティ内流れ / 三次元流れ / 遠心力不安定 / PIV / 超音波速度分布計 / 時空間同時計測 |
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| Research Abstract |
本研究は,軸流中の回転円筒に設けられたキャビティ内流れの渦構造の特性を実験的に解明しようとするものである。このために,本年度はキャビティを有する軸対称物体を水槽に設置し,まず,幅および深さの等しいキャビティで円筒静止の場合について実験を行った.主な研究成果・経過は以下の通りである。
1.まず円筒上のキャビティに到る流れが一様であることが重要であり,そのため本研究では,円筒頭部はポテンシャル流から計算される流線形とし,円筒支持方式については,円筒下流端での固定支持と円筒部上流端近傍でのワイヤ支持を採用した.その結果,流れの可視化より,円筒頭部からキャビティ部に至るまではく離のない一様な流れであることを確認した.
2.キャビティ内の流れの可視化より,本流れ場においても二次元正方形キャビティと同様に,キャビティと同スケールの主渦とキャビティ底部の二次渦からなる渦構造をとることが分かった.また,キャビティ上流端からはく離するせん断層は,準周期的にその付着位置を変化させ,主流とキャビティ内との間で流入と流出が繰り返される.
3.PIVの実験からキャビティ内流れの平均速度ベクトルマップと渦度等値線を調べたところ,主渦の形状と位置について有用な結果を得ることができ,また,はく離せん断層で生成された渦度が準周期的流動現象によってキャビティ内に持ち込まれる様子を示すことができた.
4.UVPによる半径方向および周方向速度成分の時空間計測を行ったところ,準周期的流動および周方向への非一様流れの定量的測定の見通しを得ることができた.ただし,PIVとUVPの同時計測のためのシ-ディング粒子の選定にはさらに検討を要する.
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