1999 Fiscal Year Annual Research Report
超音速空気流シミュレーションを用いたインターレース加工工程の改良および最適化
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11650167
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
家元 良幸 福井大学, 工学部, 教授 (60020244)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田上 秀一 福井大学, 工学部, 講師 (40274500)
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| Keywords | 糸 / インターレース糸 / 空気加工 / インターレース加工 / 圧縮性流体 / 超音速流 / シミュレーション / TVDスキーム |
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| Research Abstract |
インターレーサ内超音速空気流シミュレーションを行うに先立ち,Chakravathy-OsherのTVDスキームを用いて,ニュートン粘性を持つ理想気体の軸対称自由噴流および平板に衝突する噴流のシミュレーションを行った。その結果,本スキームは,膨張波,圧縮波,衝撃波などの発生を良好に表すことを確かめた。
次いで,インターレーサの形状をT字型管路とみなして2次元流動解析を行った。その結果,空気噴射ノズルから糸道管内に不足膨張状態で流入した圧縮空気は,膨張波を形成するが圧縮波を形成することなく糸道管の対壁に衝突し,糸道管対壁の前方に離脱衝撃波を形成する。対壁に衝突した空気は,糸道管出口方向に流れの向きを変え,対壁近傍の細い帯状領域を膨張と圧縮を繰返しながら通り糸道管出口から大気に開放される。対壁近傍を除く糸道管内には,逆流領域が形成される。圧力の計算結果は,円形断面糸道管の空気噴射ノズル対壁上で実測された圧力分布の傾向と一致した。
現在,矩形断面を持つ糸道管内用の3次元流動解析プログラムを実行させている。その結果,矩形断面を持つ糸道管においても,円形断面の糸道管において測定された双子渦の存在をとらえることができた。
今後は,コンピュータの記憶容量と計算速度に限度があることを考慮に入れて,3次元流動解析精度の向上を図りつつ,円形断面を持つ糸道管内用のプログラム作成する。インターレーサ内空気流を解明することによりインターレース糸の生成メカニズムを考察し,インターレース加工工程の改良および最適化への指針を提供していく。
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