2022 Fiscal Year Annual Research Report
The development of a pressure estimation method based on Schlieren coupling of CFD
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20K14655
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鵜飼 孝博 大阪工業大学, 工学部, 講師 (80813534)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シュリーレン / 圧力場推定法 / 圧縮性流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，2021年度に開発したシュリーレン画像から流速場が推定できるSME法を，圧縮性流体に適用できるように改良したが，推定精度に課題が残った．そこで，速度場の補正と共に圧力場が推定できる圧力結合方程式の半陰解法（SIMPLER法：Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations Revised）を基に，圧縮性流体における速度場の推定精度を向上させた．また，圧縮性を考慮したSIMPLER法を構築し，シュリーレン画像によって得られる密度場を基に，圧力場の推定法を開発した．
収縮拡大ノズル内部に生じる1次元密度・速度場の理論値を用いて，開発した圧力推定法の推定精度を評価した結果，たとえ推定した速度場が正しくなくても，逐次計算によって正しい速度場を推定できることを確認した．また，同時に圧力場が推定できることを確認した．しかしながら，不連続面が発生する衝撃波を伴う高速流体においては，速度場の補正が困難となる課題が残ったものの，本研究の目的である，シュリーレン法を基にした圧力場推定法が開発できた．この手法を用いることで，完全に非接触計測法であるシュリーレン可視化によって，密度・速度・圧力場の空間分布の推定が可能となった．今後，本研究で開発した圧力推定法を2・3次元流れ場に適応できるように改良するとともに，不連続面が発生する衝撃波を伴う高速流体に適応させる．そして，本研究で開発したFibre BOS法を適応することで，1台の高速度カメラを用いて時系列3次元速度・密度・圧力場の同時計測手法の開発を目指す．
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