• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

複雑流れ場における非定常三次元渦構造の解明とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 13305014
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関九州大学

研究代表者

井上 雅弘  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (90037903)

研究分担者 原 和雄  九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (00150491)
古川 雅人  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30181449)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
53,950千円 (直接経費: 41,500千円、間接経費: 12,450千円)
2003年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2002年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2001年度: 36,660千円 (直接経費: 28,200千円、間接経費: 8,460千円)
キーワード複雑流れ / 渦流れ / はく離 / 失速 / 大規模渦構造 / 流れのコントロール / ターボ機械
研究概要

本研究では,複雑流れ場として軸流圧縮機動翼列の内部流れ場に焦点を絞り,回転流れ場試験装置を用いた先進的な非定常流れ計測と大規模な非定常三次元数値計算を用いたEFD/CFDハイブリッド解析から,軸流圧縮機動翼列の失速点近傍におけるはく離を伴う複雑な渦流れ場の三次元構造および非定常挙動を調べた.その際に,失速現象の制御を企図して,はく離渦構造の初生過程とそれに関連した擾乱波の発生挙動も詳細に解析した.
その結果,翼先端隙間が小さい場合,流量の低下による迎え角の増加によって翼先端の負圧面前縁ではく離が生じ,負圧面とケーシング面に足を持つ竜巻状のはく離渦が形成されること,このはく離渦の一端が翼間を隣接翼に向かって伝播し,隣接翼の圧力面と干渉することによって,隣接翼で新たに前縁はく離が引き起こされ,旋回失速セルは成長していくことが明らかになった.一方,翼先端隙間が大きい場合,失速点近傍では翼端漏れ渦がスパイラル形の崩壊を起こし,翼間内を大きく自励振動すること,この崩壊に伴う自励振動は翼端漏れ渦とケーシング面の間欠的な干渉を引き起こすこと,この翼端漏れ渦とケーシング面の干渉は動翼の回転方向とは逆に翼間内を伝播すること,スパイラル形の渦崩壊を伴った翼端漏れ渦が翼負圧面と干渉する結果,翼負圧面とケーシング面に足をもった竜巻状のはく離渦が形成されること,この竜巻状はく離渦は翼間内を周方向に伝播すること,この伝播に伴ってケーシング面圧力の変動に擾乱波が現れることが明らかにされた.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] M.INOUE: "High-Frequency Instabilities in Axial Flow Compressors"Proceedings of the XI International Symposium on Airbreathing Engine. (CD-ROM). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田進一, 井上雅弘, 九郎丸元雄, 古川雅人: "軸流圧縮機の旋回失速成長過程における大・小スケール擾乱の挙動"日本機械学会論文集,B編. 68巻665号. 108-114 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張春晩, 古川雅人, 井上雅弘, 前田英昭, 宮部正洋: "高比速度斜流ポンプ羽根車の翼先端流れ場の三次元構造"ターボ機械. 30巻2号. 82-90 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.INOUE, M.KUROUMARU, S.YOSHIDA, M.FURUKAWA: "Short and Long Length-Scale Disturbances Leading to Rotating Stall in an Axial Compressor Stage with Different Stator-Rotor Gaps"Transactions of ASME, Journal of Turbomachinery. Vol.124 No.3. 376-384 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.INOUE, M.FURUKAWA: "Physics of Tip Clearance Flow in Turbomachinery"Proceedings of 2002 ASME Joint US-European Fluids Engineering Conference. FEDSM 2002-31184 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.YAMADA, M.FURUKAWA, M.INOUE: "Numerical Analysis of Rotating Stall Inception in an Axial Compressor Rotor"Proceedings of the 5th JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 1597-1602 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田進一, 井上雅弘, 九郎丸元雄, 堂免弘樹, 古川雅人: "軸流圧縮機の旋回失速初生に及ぼす動翼先端隙間の影響"日本機械学会論文集,B編. 69巻681号. 1155-1162 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro INOUE: "Vortex Consideration in Turbomachinery"Proceedings of The 2003 ASME/JSME Joint Fluids Engineering Conference. (CD-ROM). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.YAMADA, M.FURUKAWA, M.INOUE, K.FUNAZAKI: "Numerical Analysis of Tip Leakage Flow Field in a Transonic Axial Compressor Rotor"International Gas Turbine Congress 2003 Tokyo. TS-030 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.INOUE: "High-Frequency Instabilities in Axial Flow Compressors"Proceedings of the XI International Symposium on Airbreathing Engine. (CD-ROM). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.YOSHIDA, M.INOUE, M.KUROUMARU, M.FURUKAWA: "Behavior of Short and Long Length-Scale Disturbances in the Process of Rotating Stall Evolution in an Axial Compressor"Transactions of JSME, Series B. Vol.68, No.665. 108-114 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.FURUKAWA, C.-M.JANG, M.INOUE, H.MAEDA, M.MIYABE: "Three-Dimensional Flow Structure near Impeller Tip in a Mixed Flow Pump with High Specific Speed"Turbomachinery. Vol.30, No.2. 82-90 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.INOUE, M KUROUMARU, S.YOSHIDA, M.FURUKAWA: "Short and Long Length-Scale Disturbances Leading to Rotating Stall in an Axial Compressor, Stage with Different Stator-Rotor Gaps"Transactions of ASME, Journal of Turbomachinery. Vol.124, No.3. 376-384 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.INOUE, M.FURUKAWA: "Physics of Tip Clearance Flow in Turbomachinery"Proceedings of 2002 ASME Joint US-European Fluids Engineering Conference, FEDSM. 31184 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.YAMADA, M.FURUKAWA, M.INOUE: "Numerical Analysis of Rotating Stall Inception in an Axial Compressor Rotor"Proceedings of the 5th JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 1597-1602 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.YOSHIDA, M.INOUE, M.KUROUMARU, H.DOHMEN, M.FURUKAWA: "The Effect of Rotor Tip Clearance on Stall Inception in an Axial Compressor"Transactions of JSME, Series B. Vol.69, No.681. 1155-1162 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.INOUE: "Vortex Consideration in Turbomachinery"Proceedings of The 2003 ASME/JSME Joint Fluids Engineering Conference. (CD-ROM). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.YAMADA, M.FURUKAWA, M.INOUE, K.FUNAZAKI: "Numerical Analysis of Tip Leakage Flow Field in a Transonic Axial Compressor Rotor"International Gas Turbine Congress 2003 Tokyo. Paper No.TS-030 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田進一: "軸流圧縮機の旋回失速初生に及ぼす動翼先端隙間の影響"日本機械学会論文集,B編. 69巻681号. 1155-1162 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 原 和雄: "隔壁からの漏れ流れによって形成される縦渦と壁面の干渉"日本機械学会論文集,B編. 69巻681号. 1059-1066 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro INOUE: "Vortex Consideration in Turbomachinery"Proceedings of The 2003 ASME/JSME Joint Fluids Engineering Conference. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小田 学: "境界層微小励起による柱状物体後流の渦放出位相制御"日本機械学会論文集,B編. 69巻681号. 2030-2036 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kazutoyo YAMADA: "Numerical Analysis of Tip Leakage Flow Field in a Transonic Axial Compressor Rotor"Proceedings of International Gas Turbine Congress 2003 Tokyo. TS-030 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田進一: "軸流圧縮機の旋回失速成長過程における大・小スケール擾乱の挙動"日本機械学会論文集, B編. 68巻665号. 108-114 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 張春晩: "高比速度斜流ポンプ羽根車の翼先端流れ場の三次元構造"ターボ機械. 30巻2号. 82-90 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro INOUE: "Short and Long Length-Scale Disturbances Leading to Rotating Stall in an Axial Compressor Stage with Different Stator-Rotor Gaps"Transactions of ASME, journal of Turbomachinery. Vol. 124 No. 3. 376-384 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro INOUE: "physics of Tip Clearance Flow in Turbomachinery"Proc. of 2002 ASME Joint US-European Fluids Engineering Conference. FEDSM 2002-31207(CD-ROM). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kazutoyo YAMADA: "Numerical Analysis of Rotating Stall Inception in an Axial Compressor Rotor"Proc. of the 5th JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 1597-1602 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro INOUE: "Short and Long Length-Scale Disturbances Leading to Rotating Stall in an Axial Compressor Stage with Different Stator-Rotor Gaps"ASME Paper. 2001-GT-0341. 1-10 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro INOUE: "High-Frequency Instabilities in Axial Flow Compressors"Proceedings of the XI International Symposium on Airbreathing Engine. (CD-ROM). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sung-Hyup KIM: "Numerical Analysis of Three-dimensional Vortical Flow Structure in a Propeller Fan"Proc. of the 5th International Symposium between Kyushu Univ. and Chungnam National Univ.. 148-153 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 古川雅人: "流動現象の大規模数値シミーレーションとデータマイニング"九州大学情報基盤センター年報. 1. 43-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

URL: 

公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi