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マイクロターボ機械用動圧型気体スラストフォイル軸受の設計手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12F02361
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 機械力学・制御
研究機関東京大学

研究代表者

金子 成彦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143378)

研究分担者 GADELMOULA Abdelrasoul  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
GADELMOULA A. M.  東京大学, 大学院工学系研究科, 外国人特別研究員
GADELMOULA A.M.  東京大学, 大学院・工学系研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2013年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード軸受 / フォイル軸受 / スラスト軸受 / 動特性 / 静特性 / 設計 / シミュレーション / 省エネルギー / 軸 / 無潤滑 / 振動 / 弁 / フォイル / スラスト / 動設計
研究実績の概要

省エネルギー化をかなえるポテンシャルを有する動圧型気体フォイル軸受は、ターボ機械の小型化とオイルフリー(無潤滑油化)技術を実現するための鍵を握る要素である。近年、ラジアル軸受については、研究が盛んに行われ、動圧型気体フォイル軸受の設計と開発を支援できる性能予測ツールがフェン・金子によって提案されているが、スラスト軸受については検討されておらず、信頼できる設計ツールは提案されていない。そこで、本研究では、金子研究室から提案しているラジアルフォイル軸受の性能予測のための数値解析手法を発展させて、スラストフォイル軸受の設計と開発を支援できる性能予測ツールを構築することを目的として研究を行った。
その結果、申請者らの研究室で開発が進められてきた構造(フォイル)と流体(空気)および熱を連成させた数学モデルを基に基本的なダイナミクスを把握するとともに、最適なフォイル形状設計を提案することに成功した。さらに、フォイル部材の精密塑性加工を実現するために薄板の塑性加工で用いられるシミュレーションによる解析技術を用いたフォイルの加工法と設計法を組み合わせることによって、フォイルの加工装置とシームレスにつながったフォイルベアリング生産手法を確立するための手法の提案を行い、成果を纏めて国内外の雑誌論文や講演論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A New Structural Stiffness Model for Bump-type Foil Bearings: Application to Generation II Gas Lubricated Foil Thrust Bearing2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • 雑誌名

      ASME Journal of Tribology

      巻: 136 号: 4 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1115/1.4027601

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New Structural Stiffness Model for Bump-type Foil Bearings : Application to Generation II Gas Lubricated Foil Thrust Bearing2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • 雑誌名

      ASME Joumal of Tribology

      巻: TRIB-13-1126(印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fluid Flow and Thermal Features of Gas Foil Thrust Bearings at Moderate Operating Temperatures2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • 学会等名
      IFToMM-ICORD2014
    • 発表場所
      Milan (Italy)
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CFD-Based Desig and Performance Characteristics of Generation II Foil Thrust Bearing for Microturbomachinery Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • 学会等名
      15^<th> International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, ISROMAC-15
    • 発表場所
      Honolulu, HI, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of the Elastoaerodynamic Behavior of Compliant Foil Thrust Bearing Using a New Bump Foil Model2013

    • 著者名/発表者名
      Abdelrasoul M. Gad and Shigehiko Kaneko
    • 学会等名
      Proceedings of JSME Dynamics and Design Conference 2013
    • 発表場所
      福岡県・九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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