| 研究概要 |
発電用・産業用のガスタービン・蒸気タービンや航空用ジェットエンジンの高効率・高性能化のためには軸流圧縮機や軸流タービンが高効率で失速に対して十分の安全性を持つものであることが基本的に重要である.本研究は圧縮機翼列およびタービン翼列における失速時の非定常空気力と失速フラッタ限界を推定する数値計算コードを開発しようとするものであって,設計時における非定常特性推定の必要性に応えようとするものである.以下に得られた成果の概要を示す.
最初に,既存の静止翼列のまわりの非定常剥離流の数値解析法を翼列翼が角振動あるいは並進振動する場合にまで拡張することを行った.そしてそれを用いて,代表的圧縮機翼列として選んだNACA65系翼型をもつ食違角30ﾟ,弦節比1.0の翼列が翼中央点まわりに角振動する場合を例として,翼振動の無次元振動数および翼間振動位相差を変化させた一連の計算を行った.その結果,失速フラッタにおける翼の空力励振モーメントとその翼列の旋回失速特性との間には密接な関係があることがわかった.
次に,この数値解析法をタービン翼列の場合に適用することを行った.タービン翼列としては角振動する転向角の大きいノズル翼列と,並進振動するそりが小さく食違角の大きい動翼列の2つの典型的翼列を選び,非定常パラメータを変化させた一連の数値計算を行って,数値解析法の有効性を確めると同時にタービン翼列の非定常空力特性を調べた.
さらに,数値解析に用いたのと同じ圧縮機翼列を二次元翼列風洞の吹出口に配置して広汎な翼振動数と翼間位相差のもとで角振動させ,翼面非定常圧力分布を測定して非定常励振仕事を算出した.実験結果は翼面非定常圧力分布の挙動についても,また圧縮機翼列の失速フラッタ特性の全般についても,数値解析結果と基本的によく一致した.
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