管内の脈動する流れと絞りの干渉に関する研究

• 研究課題/領域番号: 08650223
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 岩本 順二郎 東京電機大学, 工学部, 教授 (50057212)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1996年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 脈動流れ / 衝撃波 / 管要素 / ランダムチョイス法 / 騒音 / 圧縮波 / ノズル

研究概要

管内の脈動する流れに関する研究は、国内外で多く行われているが、脈動する流れと、ベンド、エルボ、ノズル、分岐部等の管要素との干渉についての基本的な研究は、あまり行われておらず、未解明の点が多い。特に最近内燃期間の排気管から生ずるいわゆるバリ音と称する騒音は、排気管内の脈動流中に生ずる衝撃波によることが知られているが、この衝撃波とこれら管要素との干渉と騒音との関連についてはあまり知られていない。
本研究では回転式の脈動流発生装置(ロータリーバルブ)を用い、ノズルをとりつけた直管内に脈動流を流し、実験および数値計算を行い、これより管内のノズルと脈動流の干渉、および騒音との関連について検討した.
数値計算には、衝撃波管内の流れの解析法として確立しているランダムチョイス法を用い、一次元流れを仮定し管摩擦を考慮して行った。その結果、圧力波形に関しては、実験と非常によい一致を示すことが分かった。また、管出口下流の流れ場の可視化及び騒音の測定の結果もあわせて検討し、ロータリーバルブ開口時に発生する圧縮波が衝撃波に成長し、出口下流で球面上に広がり、その結果、排気騒音は衝撃波が減衰するときに生じるスパイク波、うず輪より発生する球面波、管端部より発生する円錐波により生じることが分かった。