| Research Abstract |
サンドエロージョンは,流体中に含まれる固体微粒子が壁面に繰り返し衝突し,壁面が機械的損傷を受ける現象であり,流体挙動,流体中の固体微粒子挙動,壁面形状変化が相互に干渉して起こる典型的なマルチ・フィジックス現象である.また,サンドエロージョンは,各種流体機械にとって致命的な現象として知られている.航空用ガスタービンでは,型式承認時に安全性確認のための砂吸い込み試験が課されており,一定量の砂を吸い込んでもエンジンが健全に稼動することを実証しなければならない.
本研究は,申請者がこれまでに開発してきたサンドエロージョン数値予測プログラムを拡張・改良し,航空用ガスタービンの遷音速ファン動翼におけるサンドエロージョン現象を数値的に再現することによって,その発生原因・物理的メカニズムを明らかにすることを目的としたものである.平成20年度は,ファン動翼とともに回転運動する衝撃波を微粒子が通過する際の挙動のモデル化および検証計算を実施した.平成21年度には,3次元動静翼干渉の再現のためにコードを作成し,3次元ファン動翼(NASA Rotor37)に対する検証計算を実施し,コードの健全性を確認した.平成22年度は,これまでに構築したサンドエロージョン予測コードおよび平成21年度に導入したサンドエロージョン・シミュレータを活用して,さまざまなファン運転条件におけるサンドエロージョン現象を数値予測し,サンドエロージョンの発生状況とサンドエロージョンによる翼性能の低下を明らかにするとともに,耐サンドエロージョン性に優れた遷音速ファンの設計指針を提供した.また,コードをWeb上で公開し,マニュアル,入力データを作成するためのGUI,および公開ソフトの整備を行った。
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