2009 Fiscal Year Annual Research Report
管群構造物における音響共鳴現象の発生メカニズムの解明と防止設計法への応用
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20560222
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
濱川 洋充 Oita University, 工学部, 准教授 (30243893)
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| Keywords | 流体関連振動・騒音 / 音響共鳴現象 / 渦 / 管群 / フィン / 音響 |
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| Research Abstract |
発電所の大容量ボイラや排熱回収用ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本研究は,本現象の発生メカニズムを解明し,正確な発生予測設計法を構築することを目的とする.本年度は,実機ボイラの二次元の相似模型を用いて,気柱共鳴現象発生に及ぼす管群の配列の影響調査と,空力音に及ぼす管表面形状の影響調査を行った.その結果,以下の結論を得た.
1. 格子配列管群の流れ方向距離を変化させて音響減衰係数比を調査したところ,流れ方向距離が大きくなると,低次モードほど音響減衰が小さくなり,気柱共鳴現象が発生しやすくなる.
2. 格子配列管群の中にキャビティがあると,揚力方向モードの音響減衰が小さくなり,気柱共鳴現象が発生しやすくなる.
3. 抗力方向の気柱共鳴現象発生時に双子渦が発生していることを可視化により確認した.格子配列管群の流れ方向の距離が小さいときには,双子渦の発生により抗力方向モードの気柱共鳴現象が発生しやすくなる.
4. ツイストセレイティッドフィンのピッチが小さいとき,フィン付き円柱の近傍後流に形成されるはく離せん断層の変動が小さくなり,カルマン渦の形成位置が下流側へ移動し,渦と音の相関関係が小さくなる.同時にフィン付き円柱に作用する変動揚力も小さくなる.
一方,ピッチが大きいときには,フィン付き円柱の近傍後流に形成されるはく離せん断層の変動が大きくなり,カルマン渦のスパン方向相関長さが増大し,渦と音の相関関係が大きくなる.同時にフィン付き円柱に作用する変動揚力も増加する.
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