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マイクロアクチュエータによるターボ機械内部流れの制御に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 04452142
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関九州大学

研究代表者

井上 雅弘  九州大学, 工学部, 教授 (90037903)

研究分担者 山本 芳久  九州大学, 工学部, 助手 (40037883)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
1994年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1993年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1992年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワードターボ機械 / 旋回失速 / 流動診断 / 流れの制御 / 圧電素子 / マイクロアクチュエータ / カルマン渦 / 引込み現象 / 引き込み現象 / 圧力変動 / 予見制御
研究概要

本研究は,ターボ機械に発生する流動異常現象を局所的な流動状態から予見して自動的に回避し,つねに最適条件で作動する機械要素の開発,すなわちターボ機械の人工知能化のための基礎研究であり,局所流れのセンシング技術とマイクロアクチュエータを駆使した流れの制御技術の開発に焦点を置いた。本研究で得られた結果を要約すると,次のとおりである。1.センシング技術に関しては,ターボ機械で最も重大な異常現象である旋回失速の予兆の検知に焦点を絞って実験的研究を行い,次の結論を得た。(1)旋回失速の予兆の検知には,動翼前縁付近のケーシングに高周波数応答小形圧力センサーを設置し,動翼回転に同期した信号により,圧力変動の相関値および分散値を予知パラメータとして監視すればよい。(2)予知パラメータは統計量であるので,実時間で監視するために時間遅れによる誤差を補正する方法を提案し,旋回失速予知システムを構築し,軸流動翼および斜流動翼に適用して,本システムの有用性を確認した。2.マイクロアクチュエータによる局所流れの制御技術については,柱状物体の壁面に圧電素子を貼付し,境界層を微小励起することによる剥離の遅延の可能性について検討した結果,次の結論を得た。(1)従来,柱状物体のカルマン渦放出周波数の引き込みは,微小振動では行えないといわれていたが,物体前縁の剥離泡再付着点を励起すれば10数ミクロンの振動で周波数の引込みが行えることを発見した。(2)カルマン渦放出周波数を高い周波数に引込むことにより物体後縁側の剥離点を下流側へ移動させることができ,抗力の低減に有効である。(3)柱状物体が迎え角を有する場合,背面側の前縁剥離泡再付着点を励起するとよい。(4)境界層の微小励起により後流の乱れスペクトル分布は狭い周波数領域に集まる。従って,乱流騒音にも卓越周波数が現れ,騒音のアクティブコントロールが行い易くなる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] Inoue,Masahiro: "Pressure Fluctuation on Casing Wall of Isolated Axial Compressor Rotors at Low Flow Rate" Transactions of the ASME,Journal of Turbomachinery. 115-1. 19-27 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue,Masahiro: "Flow Diagonosis in Turbomachinery by Means of Statistical Measurement" Proceedings of Collogium on Turbomachinery -1993. 1. 59-74 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安東洋一: "軸流および斜流回転翼列の旋回失速予知システムの開発" ターボ機械. 22-5. 322-328 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue,Masahiro: "Spectral Response of Bluff Body Wake to Micro-Excitation of Boundary Layer" Proc.of 3rd JSME-KSME Fluids Eng.Conf.3. 595-600 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井上雅弘: "境界層の微小励起による純頭物体後流の周波数応答" 日本機械学会P-SC222分科会報告. 474. 129-134 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inoue: "Pressure Fluctuation on Casing Wall of Isolated Axial Compressor Rotors at Low Flow Rate" Jour.of Turbomachinery, Trans.ASME. Vol.115. 19-27 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inoue: "Flow Diagnosis in Turbomachines by Means of Statistical Measurement" Proc.of Colloquium on Turbomachinery --- 1993. 59-74 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ando: "Detector of Pre-Rotating Stall Phenomena in Axiai and Diagonal Flow Impellers (in Japanese)" Turbomachinery. Vol.22, No.5. 322-328 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inoue: "Spectral Response of Bluff Body Wake to Micro-Excitation of Boundary-Layr" Proc.of 3rd JSME-KSME Fluids Eng.Conf.Vol.3. 595-600 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安東 洋一: "軸流および斜流回転翼列の旋回失速予知システムの開発" ターボ機械. 22巻. 322-328 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 井上 雅弘: "境界層の微小励起による鈍頭物体後流の周波数応答" 日本機械学会P-SC222分科会報告. 474. 129-134 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue,Masahiro: "Spectral Responce of Bluff Body Wake to Micro-Excitabion of Baundary Layer" Proc.of 3rd JSME-KSME Fluids Eng.Conf.3. 595-600 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Inoue: "Flow Diagonosis in Turbomachinery by Means of Statistical Measurement" Proceedings of Colloquim on Turbomachinery-1993. 1巻. 59-74 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 安東洋一,井上雅弘,九郎丸元雄: "軸流および斜流形回転翼列の旋回失速予知システムの開発" ターボ機械. 22巻228号(予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Inoue,M.Kuroumaru and Y.Ando: "Pressure Fluctuation on Casing Wall of Isolated Axial Compressor Rotors at Low Flow Rate" Transactions of the ASME,Journal of Turbomachinery. 115-1. 19-27 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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