| 研究課題/領域番号 |
12555046
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
三宅 裕 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029005)
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| 研究分担者 |
太田 貴士 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10273583)
辻本 公一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10243180)
梶島 岳夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30185772)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2000年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
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| キーワード | 軸流羽根車 / 旋回失速 / 数値シミュレーション / ターボ機械 / 渦放出 / 翼列 / 非定常流れ / 先端漏れ流れ |
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| 研究概要 |
軸流羽根車は低流領域で失速し、揚程特性に右上がり部を生じるために作動不安定に陥る。失速開始点の予測と失速流れが誘起する非定常流れの特性の把握は設計上不可欠であるが、経験則に依存しているのが現状である。本研究では、低圧軸流送風機の失速セルのある流れを直接数値シミュレーションによって再現し、その流れと機構を解明した。計算機性能の制約の下で数個の羽根間流路にわたる失速セルをとらえるため・単段で静翼を持たないものとして、実験結果のある2種類の羽根車に対して複数流路の流れ計算を実施した。実験的に旋回失速が観察される場合でも、アスペクト比の小さな羽根枚数の少ない羽根車では安定なセルを伴う数値解は必ずしも得られなかった。他方の条件では安定なセルを持つ流れが得られ、三次元的に実現されたのは世界で始めてである。格子解像度の不足により実験との定量的な一致は十分ではないが、定性的な流れの機構は正しく捉えられていると考えられる。失速セルの本質は竜巻状の渦で,複数の翼間流路から羽根車上流に向かって延びている。その回転は羽根の持つ循環流れと反対方向で、羽根車に対して相対的に運動し、セルの伝播が起きる。この伝播は従来考えられているように、セルが障害物として働くためでなく、渦が流れに乗って運ばれるためである。したがって、セルの移動速度、つまり、羽根車に対する非定常流体力の周期は算定の基礎を変えなければならない。セルのある流れは渦管であるセルが誘起する流れとしてすべて説明することが出来る。
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