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流体・微粒子・壁面の相互干渉により生じる波状サンドエロージョン現象の数値的解明

研究課題

研究課題/領域番号 16560158
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関東京理科大学

研究代表者

山本 誠  東京理科大学, 工学部, 教授 (20230584)

研究分担者 戸田 和之  東京理科大学, 工学部, 助手 (00318221)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード流体工学 / 数値計算 / サンドエロージョン / マルチフィジックス / マルチフィジックス現象 / 流体・粒子・壁面干渉 / 90度ベンド / 数値シミュレーション
研究概要

サンドエロージョンは,各種流体機械にとって致命的な現象である.流路の曲がり部で発生するエロージョンでは主流およびスパン方向に周期的な波状のエロージョン・パターンを示すことが知られているが,このようなパターンを生み出している流体力学的なメカニズムは未だ解明されていない.本研究は,申請者が開発してきたサンドエロージョン数値予測プログラムを用い,この波状サンドエロージョン・パターンを発生させる物理的メカニズムを数値的に明らかにすることを目的としたものである.
平成16年度は,正方形断面90°ベンドにおける波状サンドエロージョンの発生メカニズムの数値的解明を行った.計算条件として粒子直径と壁面曲率半径を変化させた計9ケースを取り上げ,材質としてシリコンカーバイド粒子とアルミニウム壁面を用いた.本計算により,粒子の壁面衝突により壁面に溝が生じると溝の下流方向にエロージョンが進行すること,エロージョン溝による縦渦の作用により溝の幅方向にもエロージョンが誘起されること,これらの現象が進行することによって壁面に波状のエロージョン・パターンが形成されることなどが示された.
平成17年度は,圧縮機動静翼干渉場における波状サンドエロージョン発生メカニズムの解明を試みた.計算格子の総数は約300万点である.本計算により,エロージョンが集中するのが動翼正圧面の前縁かつチップ側であること,動翼内での粒子衝突による減速のため下流にある静翼ではエロージョンがほとんど発生しないこと,粒子が遠心力によりチップ側へ集中していくことなどが明らかにされ,圧縮機動静翼干渉場におけるサンドエロージョン発生のメカニズムに関して多くの有益な知見を得ることができた.

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (34件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Numerical Investigation on Bottom Gap of Micro Flow Sensor2005

    • 著者名/発表者名
      M.Z.Abdullah, T.Kouta, T.Kamijo, M.Yamamoto, S.Honami et al.
    • 雑誌名

      Journal of Computational Fluids Engineering 10-1

      ページ: 73-79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi-Physics Simulation of Sand-Erosion Phenomenea on Turbine Blade2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Computational Fluid and Solid Mechanics 2005

      ページ: 1006-1008

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Investigation on Wavy Streak Formation due to Sand Erosion2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. 10^th Symposium of Gas Particle Flows

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modelling of Three-Phase Flow in Electro-Chemical Machining2005

    • 著者名/発表者名
      R.Tsuboi, K.Toda, M.Yamamoto, R.Nohara, D.Kato
    • 雑誌名

      Proc. Cavitation and Multiphase Flow Forum

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 単一給気孔を持つ円形静圧空気スラスト軸受のすきま内圧力分布の数値計算2005

    • 著者名/発表者名
      吉本, 菅沼, 八木, 戸田, 山本
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集,C編 71-704

      ページ: 1766-1772

    • NAID

      110006264728

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Shape Optimization of Labyrinth Seal for Gas Turbine2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohno, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. 7^th International Symposium on Experimental and Computational

      ページ: 65-70

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] RANS/LES Hybrid Computatio with Reynolds Stress Model2005

    • 著者名/発表者名
      S.Kato, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> KSME-JSME Thermal and Fluid Engineering Conference

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Investigation on Bottom Gap of Micro Flow Sensor2005

    • 著者名/発表者名
      M.Z.Abdullah, T.Kouta, T.Kamijo, M.Yamamoto, S.Honami, S.Kamiunten
    • 雑誌名

      Numerical Investigation on Bottom Gap of Micro Flow Sensor Vol.10,No.1

      ページ: 73-79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi-Physics Simulation of Sand-Erosion Phenomena on Turbine Blade2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.3^<rd> MIT Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics

      ページ: 1-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Investigation on Wavy Streak Formation due to Sand Erosion2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.2005 ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting and Exhibition (10^<th> Symposium of Gas Particle Flows) ASME FEDSM2005-77074

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modelling of Three-Phase Flow in Electro-Chemical Machining2005

    • 著者名/発表者名
      R.Tsuboi, K.Toda, M.Yamamoto, R.Nohara, D.Kato
    • 雑誌名

      Proc.2005 ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting and Exhibition (Cavitation and Multiphase Flow Forum) ASME FEDSM2005-77435

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi-Physics Simulation of Sand-Erosion Phenomena on Turbine Blade2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Computational Fluid and Solid Mechanics 2005 (edited by K.J.Bathe) Elsevier

      ページ: 1006-1008

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Shape Optimization of Labyrinth Seal for Gas Turbine2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohno, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.7^<th> International Symposium on Experimental and Computational Aerodynamics of Internal Flows Vol.1

      ページ: 65-70

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Shape Optimization of Labyrinth Seal for Gas Turbine2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohno, K.Inaba, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.Asian Congress on Gas Turbine (ACGT2005) ACGT2005-041

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on the Underbody Flow of the Vehicle (CFD Analysis via KEM/RSM for Simplified Underbody Configuration)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kitoh, A.Kita, Y.Fujiura, S.Kato, K.Toda, M.Yamamoto, N.Taniguchi, T.Walker
    • 雑誌名

      Proc.2005 JSAE Annual Congress 20055435

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] RANS/LES Hybrid Computation on Wall-Coordinate Switching Basis2005

    • 著者名/発表者名
      S.Kato, K.Inaba, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.Conference on Computational Engineering and Science Vol.10, No.1

      ページ: 195-198

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shape Prediction and Flow Analysis of Compressor Blade in ECM Process2005

    • 著者名/発表者名
      T.Fujisawa, K.Inaba, M.Yamamoto, R.Nohara, D.Kato
    • 雑誌名

      Proc.19^<th> Symposium on Computational Fluid Dynamics B3-4

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Hydrocarbon Fuels PDEs by a Detailed Reaction Model2005

    • 著者名/発表者名
      J.Kato, K.Inaba, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.19^<th> Symposium on Computational Fluid Dynamics B1-4

      ページ: 1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi-Physics Simulation of Sand-Erosion Phenomena on Turbine Blade2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Computational Fluid and Solid Mechanics 2005

      ページ: 1006-1008

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Investigation on Wavy Streak Formation due to Sand Erosion2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.10^<th> Symposium of Gas Particle Flows

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Modelling of Three-Phase Flow in Electro-Chemical Machining2005

    • 著者名/発表者名
      R.Tsuboi, K.Toda, M.Yamamoto, R.Nohara, D.Kato
    • 雑誌名

      Proc.Cavitation and Multiphase Flow Forum

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Shape Optimization of Labyrinth Seal for Gas Turbine2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohno, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.7^<th> International Symposium on Experimental and Computational

      ページ: 65-70

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Error Estimation in Particle Tracking Measurement behind a Shock Wave2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shinohara, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.12^<th> International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics

      ページ: 1-10

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Sand Erosion Phenomena on Turbine Blade Surface2004

    • 著者名/発表者名
      J.Kuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.4^<th> European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS 2004

      ページ: 1-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Reynolds Stress Turbulence Model to Computation of the Flow around a Simplified Car Model2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kato, K.Toda, M.Yamamoto, N.Taniguchi, K.Kitoh, T.Walker
    • 雑誌名

      Proc.4^<th> European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS 2004

      ページ: 1-13

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Sand Erosion Phenomena on Turbine Blade2004

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> World Congress on Computational Mechanics (WCCM VI)

      ページ: 1-10

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Ice Accretion on Wind Turbine Blade2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> World Congress on Computational Mechanics (WCCM VI)

      ページ: 1-10

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi-Physics Turbulent Flow Simulation in Turbomachinery2004

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto
    • 雑誌名

      International Workshops on Advances in Computational Mechanics, Book of Abstracts (Invited Presentation)

      ページ: 89-89

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Sand Erosion Phenomena on Turbine Blade Surface2004

    • 著者名/発表者名
      J.Kuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.4^<th> European Congress On Computational Methods in Applied Sciences and Engineering

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Sand Erosion Phenomena on Turbine Blade2004

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> World Congress on Computational Mechanics

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Ice Accretion on Wind Turbine Blade2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> World Congress on Computational Mechanics

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Error Estimation in Particle Tracking Measurement behind a Shock Wave2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shinohara, K.Toda, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.12^<th> International Symposium on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] タービン翼列におけるサンドエロージョン現象の数値シミュレーション2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木, 戸田, 山本
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2004講演論文集

      ページ: 438-439

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 流体/粒子干渉によるエロージョンパターン形成の数値的解明2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木, 戸田, 山本
    • 雑誌名

      第18回数値流体力学シンポジウムWeb論文集 E7-1

      ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 流体力学2005

    • 著者名/発表者名
      前川博, 山本誠, 石川仁
    • 総ページ数
      241
    • 出版者
      共立出版株式会社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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