| 研究課題/領域番号 |
13650196
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
本阿弥 眞治 東京理科大学, 工学部, 教授 (30089312)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | 後方ステップ流れ / ディフューザ流れ / 流れの剥離 / 流れの再付着過程 / 壁面センサ / 閉ループ制御 / 能動制御 / 渦発生ジェット / 再付着流れ |
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| 研究概要 |
後方ステップ流れの再付着過程ならびにディフューザ流れの剥離過程を閉ループ制御するシステムを構築することが本研究プロジェクトの目的である。まず、後方ステップ流れに渦発生ジェットを適用して、吹出し速度比と吹出し孔の最適化を実施し、渦発生ジェットをスパン方向に離散的に吹出したにもかかわらず、再付着過程がスパン方向にほぼ一様な2次元構造を持つので、再付着点近傍の壁面静圧を制御変数に選び、さらに、ジェットの吹出し速度比を操作変数に選ぶことにより、再付着距離の閉ループ制御システムを完成させ、再付着距離を16%短縮させ、100ミリ秒のオーダーの時定数を得ることを実現した。次に、開発された制御システムをディフューザの剥離制御に適用した。入口流路高さ80mm、入口流路幅と高さの比であるアスペクト比を9、開き角16度まで設定可能な片開きディフューザを設計・製作した。剥離点上流でスパン方向に1列に配置した吹出し孔からピッチ可変で渦発生ジェットを吹出す構造とし、渦発生ジェットの速度比ならびに吹出しピッチをパラメータとして、マイクロ壁面センサにより剥離点ならびに剥離泡内の順流率分布を計測し、ディフューザ流れの剥離抑制に効果的な渦発生ジェット吹出し配置を最適化した。併せて、開き角13度を境に、小規模な失速流れと大規模な再循環渦流れの2種類に分かれ、これらの流れに対する渦発生ジェットの最適値も判明した。しかしながら、後方ステップ再付着流れと異なり、剥離過程に関し、スパン方向の一様性を保つことが極めて困難であることが判明した。以上により、剥離点が移動するディフューザ流れの制御には困難さが伴い、剥離点が固定された後方ステップ流れの制御性が極めて良好であることが結論付けられた。併せて、広範な剥離流れに本制御システムを適用する際の技術的な課題や制約が明らかとなった。
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