| 研究課題/領域番号 |
16K06072
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 信州大学 |
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研究代表者 |
飯尾 昭一郎 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80377647)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 液膜流 / 遠心力不安定 / 定在波 / ゲルトラー数 / 水車 / 凸面 / 不安定性 / 渦 / 自由表面 / 可視化 / 水力発電 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，凸面上を流下する自由表面流れに発生する定在波を対象に，その発生形態の整理と発生機構の解明，および波状変形の抑制方法に関する知見の獲得を目指した．水流表面の観察と速度測定結果から次のことがわかった．水流厚みと曲面流路流れ方向の速度には相関があり，水流の曲率半径とレイノルズ数で整理される無次元数であるゲルトラー数によりその傾向を捉えられる．また，表面張力に関する無次元数であるウェーバ数と水流厚みには正の相関が見られる．流路表面と水流との相対速度を変化させても定在波の発生状況には明確な違いが観察されなかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
再生可能エネルギーの中でもエネルギー密度と安定性に優れる水力発電に関して，水車への導水部である凸面を有する導水路において発生する定在波が水車効率を低下させる．本研究はその定在波の発生機構の解明とその抑制方法に関する知見を獲得することを目的としている．実験において水流表面の定在波の，水流速度，水流厚み，凸面部の曲率半径等への依存性を明らかにし，抑制方法につながる知見を獲得することができた．
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