2004 Fiscal Year Annual Research Report
クラウド状キャビテーション流れにおける自励構造の解明
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16560161
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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) |
斉藤 康弘 金沢工業大学, 工学部, 講師 (00319039)
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| Keywords | キャビテーション / キャビテーション・クラウド / 自励挙動 / 気泡力学 / マイクロバブル / 剥離渦 / 高速液体流 / ウォータジェット |
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| Research Abstract |
キャビテーション・クラウドの非定常挙動,特に,その自励構造の解明を目途に,主に実験を中心に流れ場の計算機シミュレーションをまじえ研究を行った.
まず,キャビテーション・インデューサとして種々の収縮拡大ノズルを設計・製作した.このノズルをウォータジェット用観察装置に組み込み,キャビテーティング・ジェットの非定常挙動を検討した.その結果,キャビテーティング・ジェットに周期的なキャビテーション・クラウドの発生・放出を確認できた.その発生周期について種々の角度より検討したが,未だ完全には解明しきれていない.ついで,キャビテーション・クラウドの発生に関して,ノズルのど部の影響,ノズルホーン部の流れ構造などとの関連について検討した.
既存のキャビテーション・タンネルを改造し,より高速流実験が可能なようにした.この流路を用いて,翼形および円柱まわりのキャビテーション実験を行うと同時に,その基礎となるキャビテーションなし状態での流れ場特性を調べた.後者に関しては,レーザードップラー流速計による流速測定および水素気泡による可視化を行った.円柱についてはカルマン渦状キャビテーション,翼形についてはクラウド・キャビテーションについて観察した.
既存のキャビテーション流路を用いて,絞り流路におけるキャビテーション実験を行った.特に,遷移キャビテーションにおいて非定常性の強いキャビテーションの発生が確認され,クラウド状キャビテーションとの関連が確認された.この段階は衝撃が強いことが知られているが,キャビテーション衝撃とキャビテーション・クラウドの挙動との関連に対する検討が試みられた.
収縮拡大流路に関する計算機シミュレーションが試みられ,特に流路壁面の圧力分布が計算された.これらの形状と境界層特性との関連が指摘される.今後,境界層剥離とクラウド・キャビテーションとの関連とを調べる必要性が確認された.
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