| 研究概要 |
キャビテーションにおける発生機構そしてエネルギーの集中化による高衝撃性に着目し,発生条件の解明,発生個所の予測,衝撃強さの制御などについて検討した.特に,1)渦キャビテーションの高衝撃発生機構,2)流路壁面近傍や圧力場での気泡崩壊挙動と壊食機構,3)磁歪振動子のような高壊食性を有する振動キャビテーション特性,4)キャビテーション気泡のエネルギー集中化過程,などを,以下のように実験および数値的研究を通して明らかにした.
1.ベンチュリ形の軸対称収縮拡大流路に生じるキャビテーションの初生特性について,計算機シミュレーションにより圧力場を求め,液体中での抗張力特性を明らかにした。
2.円筒オリフィス形の軸対称・収縮拡大流路に生じる剥離渦キャビテーションにおいてもリエントラントラント流れや渦キャビティの下流へのクラウドキャビテーション的放出が確かめられた.高衝撃性が遷移キャビテーション段階で特に顕著に現れることが明らかにされた.
3.2次元の収縮拡大流路に生じる剥離渦形のキャビテーションの衝撃バターンを検討し,その特性を明らかにした.放出渦キャビティの崩壊時に特に強い衝撃力が計測された.
4.円柱および三角柱試験物体背後に生じる交互放出形渦キャビテーションを取り上げ,その衝撃計測とともにエロ-ジョン計測を行い気泡挙動との関連性を検討した.放出形渦キャビテーションはクラウドキャビテーションと同様な挙動を示すこと,などを明らかにした.
5.磁歪振動子およびバタフライバルブなど実際の流れ場に近い状態でキャビテーション衝撃研究を行った.気泡間干渉の存在とともに圧力場と気泡崩壊との相乗作用が高衝撃発生において重要であることなどを示した.
6.超高速度ビデオカメラを用いて気泡崩壊をもたらす圧力波の伝播現象について調べた.気泡崩壊は圧力波の伝播を媒介として連鎖反応的に伝播することなどを明らかにした.
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