| 配分額 *注記 |
15,500千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 600千円)
2007年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2006年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2005年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
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| 研究概要 |
ターボポンプの高性能化・小型高速化の実現には,キャビテーションの発生とそれによる不安定現象(キャビテーションサージ,旋回キャビテーション)の回避が重要な課題である.その解決には三次元的に発達する渦構造とキャビティの挙動を明確に捉えておく必要があり,本研究では,複雑な三次元渦構造が内部流れに強く現れるインデューサにおけるキャビテーションサージを研究対象とした.
キャビテーションサージは入口逆流渦と強く関連があり,インデューサ上流における流路の翼端側を閉塞する軸対称障害板(RP),流路を周方向に一部閉塞する非軸対称障害板(BP)の設置がその抑制に効果があることが分かっている.そこで,本研究では,初年度に,翼角の異なる複数のインデューサについて,入口逆流構造を実験計測により捉え,キャビテーションサージの発生範囲との関係を明らかにした.また,RP設置・非設置時の入口逆流構造とインデューサの翼角とキャビテーション脈動の抑制効果の関係を調査したところ,RP設置による逆流の有する角運動量増加とそれによる翼端近傍の圧力上昇がキャビテーションサージの抑制に寄与していることが分かった.次年度では,RPの上流設置時と非設置時について特に入口逆流渦に着目して流れ計測と数値流体力学(CFD)解析を行い,RPの抑制機構を明らかにした.ついで,BPに関してそれによる偏流流れ場を計測するとともに,周方向に異なるキャビティ発生パターンの同時撮影手法を構築した.最終年度では,RPおよびBPの上流設置について,入口逆流渦構造の変化とサージ抑制機構を,キャビティ様相の可視観察およびCFD解析により明らかにした.
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