2008 Fiscal Year Annual Research Report
超小型翼列風洞の開発とMEMSターボ機械要素の空気力学性能設計法への応用
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19310090
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
鳥山 寿之 Ritsumeikan University, 理工学部, 教授 (30227681)
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / マイクロマシン / 流体工学 |
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| Research Abstract |
超小型ガスタービンエンジン翼列を通過する高速気体の力学的挙動の解明と超小型翼列の空気力学設計法の確立に向けて、本年度は超小型翼列風洞チップの気体力学・構造力学設計と具体的試作を実施した.超小型翼列風洞チップは、実際の航空エンジン用タービン翼列の1/20スケールモデルの翼列について、タービン翼列スロート部でチョークし、翼列出口基準の等エントロピーマッハ数が亜音速から遷音速領域まで変化可能な能力を有するラバル形状(収縮・拡大流路)型の空気力学流路を有する.構造設計の結果を受けて、深堀ドライエッチングや陽極接合などのシリコンバルクマイクロマシニングプロセスによる風洞チップの試作を完了した.風洞チップには、翼列入口と出口の全圧と静圧、翼圧力面・負圧面上の静圧の計測が可能な超微小圧力孔を収束イオンビームにより加工した.これにより、翼列における全圧損失係数、翼面上マッハ数分布(静圧分布)、翼負荷係数等の翼列基本性能パラメータを実験的に決定する準備が整った.
また予備実験として、翼列よりも構造と試作が簡易なスロート幅100μmの超小型ラバルノズルを設計試作し、マイクロシュリーレン装置により遷音速から超音速領域における流れの可視化実験を実施した.ノズル入口全圧と出口排圧の比率を変化させながら、臨界圧力前後での垂直衝撃波や膨張波の発生の様子を観測した.これにより、本研究における超小型翼列風洞チップの設計概念の妥当性と有効性を確認した.
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Research Products
(2 results)
