| 研究課題/領域番号 |
05555054
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
木谷 勝 北海道大学, 工学部, 教授 (50001160)
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| 研究分担者 |
新庄 正明 (株)荏原製作所北海道支店技術課, 副参事
山本 和義 (株)荏原総合研究所流体研究室, 室長
後藤 彰 (株)荏原総合研究所流体研究室, 主任研究員
井門 康司 北海道大学, 工学部, 助手 (40221775)
望月 修 北海道大学, 工学部, 助教授 (50157830)
新圧 正明 (株)荏原製作所, 北海道支店技術課, 副参事
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1993年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
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| キーワード | ディフューザ / 非定常流れ / はく離 / 再付着 / 圧力回復率 / 円柱後流 / 能動制御 / 渦干渉 / 能率制御 / はく離・再付着流れ / 非一様速度分布 / 非定常変動 / かく乱 / 制御 / 効率 |
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| 研究概要 |
非定常流入変動に対するはく離せん断流れの応答特性を考慮したディフューザ設計法が確立されれば、ターボ機械の性能向上が期待でき、エネルギーの節約・環境保全・アメニティーの面から産業界・社会に大きな影響を与える。この意味で、せん断乱流の制御は最先端技術であり、国内外を問わず関心の最も高いテーマの1つである。本研究課題は、非定常流れと物体力の関連、空力騒音の静粛化、ポンプの開発・設計などに関連する研究における最先端のものである。本研究成果を要約すると次のようになる。
1.最適設計されたはく離を伴わないディフューザにおいても、また非定常剥離をともなうディフューザにおいても、動翼の後流を模擬するための周期的に移動するロッドによる後流をディフューザ入口に流入させると、どちらのディフューザにおいても圧力回復率が向上する場合があることを明らかにした。この点が新しい知見であり、工学および工業的に評価できる点である。非定常流入変動および非一様流入速度分布を考慮した、高効率ディフューザの設計手法を確立するための基礎的知見を得た。
2.非定常剥離を伴う2次元ディフューザの入り口に円柱の後流を流入させ、その後流に対する非定常剥離の応答特性を調べた。種々の円柱直径および設置位置の組合せにおける流れ場の時間平均速度分布変化および乱れ強さ分布を得た。流入する変動に基づく位相平均を行い、瞬間流れ場の時間変化を求めた。また、水路による可視化実験を行い、円柱の後流渦とディフューザ内はく離渦との干渉を調べた。これらの結果、特定の円柱直径および設計位置において圧力回復率の向上がみられ、そのときには円柱後流の幅が広がり、剥離が抑制されていることを明らかにした。
3.流入速度分布の非一様性(後流形)および後流渦による周期的速度変動に対するはく離再付着流れの応答特性を考慮に入れた新しいディフューザの設計思想を提案した。また、流れの能動制御を用いた高効率ディフューザの設計手法を確立し、設計プログラムの構築を行うとともに、その実機への適用を検討した。
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