2023 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマアクチュエータを用いたタービン静翼・動翼の二次流れの能動制御
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21K03868
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
松沼 孝幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40358031)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プラズマアクチュエータ / 流体機械 / タービン翼列 / 能動流体制御 / 二次流れ / 流路渦 / 翼先端漏れ渦 / 渦構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，２次元粒子画像流速測定法（ＰＩＶ）によって直線タービン翼列の出口流れを測定した実験結果をまとめて，２報の論文として国際誌に投稿し，どちらも年度内に掲載された。
１報目では，タービン翼先端に隙間がある場合で，流路渦と漏れ渦が同時に発生している流れ場において，プラズマアクチュエータによる流路渦制御を行った場合の渦構造の変化を詳細に調査した。プラズマアクチュエータの駆動することで，流路渦を効果的に減少させることができる一方で，翼先端漏れ渦が増大してしまうことを明らかにした。
２報目では，タービン翼列先端に隙間がない場合で，流路渦のみが発生している流れ場において，プラズマアクチュエータの配置の違いによって流路渦の抑制効果がどのように変わるかを調査した。(1)翼列入口での軸方向配置，(2)翼列入口での斜め方向方向，(3)翼列内部での斜め方向配置の３種類のプラズマアクチュエータの設置から，翼列入口での斜め方向配置が最も流路渦を抑制する効果が高いことを明らかにした。
さらに，１報目の実験結果を改善するために，流路渦と漏れ渦を同時に抑制することができる複合型プラズマアクチュエータの開発を進めた。流路渦と翼先端漏れ渦を同時に抑制する効果を実証し，得られた実験結果をまとめて国際誌に投稿した。
また，実機の流れ場に近い環状タービン翼列風洞を用いた実験環境も整え，回転する環状タービン翼列での実験データを取得できるようにすることができた。こちらも実験データをまとめて国際誌に投稿する準備を進めている。
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| Remarks |
昨年度に科研費の研究成果として発表した論文（Actuators, 11(5), No. 129, doi:10.3390/act11050129）が，2024年4月3日に「Actuators 2024 Best Paper Award」を受賞した。
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