1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10650157
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
早瀬 敏幸 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30135313)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 叡 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10021982)
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| Keywords | 実験数値流体力学 / 流れ場のオブザーバ / 流れ場のフィードバック制御 / 流れ場の解析手法 / スーパーコンピュータ / 乱流制御 / カルマン渦 / コラプシブルチューブ |
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| Research Abstract |
一様流中に置かれた角柱後流に発生するカルマン渦列を対象に,実験計測結果をリアルタイムの数値計算にフィードバックし,数値計算結果を実際の流れ場に収束させる解析手法について検討を行った。最初に,角柱表面の代表点における変動圧力を測定し,数値計算結果との誤差に比例した体積力を近傍の計算セルに加えるフィードバック則の有効性について数値実験により検討した。数値計算には,東北大学流体科学研究所未来流体情報創造センターのスカラー型並列計算機システムを用いた。その結果,適当な比例ゲインの範囲で数値計算結果が実際の流れ場に収束し得ることが示された。
次に,小型の風洞実験装置を用いて実験を行った。計測データはレーザ流速計による速度信号と,圧力変換器による角柱表面上の圧力を用いた。パソコンを用いて処理した測定データをネットワークを介してスーパーコンピュータに送り,圧力の推定誤差をフィードバックすることにより,数値計算結果が実際の流れ場に一定精度の範囲内で収束することを確認した。
また,この解析手法を応用して正方形管路内の乱流場を推定し,得られた壁面近傍の変動速度をフィードバック制御することによって,管内の流動抵抗を低減する制御手法について数値解析による検討を行い,制御系の実現のための基礎的知見を得た。
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[Publications] Toshiyuki Hayase: "Monotonic Convergence Property of Turbulent Flow Solution with Central Difference and QUICK Schemes"Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME. 121-2. 351-358 (1999)
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[Publications] 早瀬敏幸: "乱流場のフィードバック制御"流体科学シンポジウム講演論文集. 57-60 (1999)
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[Publications] 早瀬敏幸: "コラプシブルチューブの自励振動におけるチューブの軸方向初期ひずみの影響"日本機械学会論文集(B編). 65-638. 3352-3358 (1999)
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[Publications] Satoru Hayashi: "Dynamic Characteristics of Collapsible Tube Flow"JSME International Journal, Ser. C. 42-3. 689-696 (1999)
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[Publications] Satoru Hayashi: "Chaotic Oscillations in a Direct-Acting Poppet Valve Circuit (Pipeline Length as a Control Parameter)"Proceedings of 4th JHPS International Symposium on Fluid Power. 597-602 (1999)
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[Publications] 林 叡: "油圧弁式セミアクティブダンパ主弁まわりの流動数値解析と流体力がダンパの安定性に及ぼす影響"日本油空圧学会論文集. 31-1. 22-29 (2000)
