| 研究課題/領域番号 |
17K06188
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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 |
熱工学
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
村田 章 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60239522)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | フィルム冷却 / 脈動流 / 伝熱促進 / ガスタービン翼 / ディンプル / 非定常法 / 流れの可視化 / LES / 熱工学 / 流体工学 / エネルギー効率化 / 省エネルギー / 可視化 |
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| 研究成果の概要 |
フィルム冷却はガスタービン翼表面への空気膜形成により高温燃焼ガスからの熱流入を遮蔽する高熱効率化に必須の技術である．特に翼後縁部は，薄さのために内部冷却が困難な部位であり，そこでのフィルム冷却では，熱遮蔽性能を維持したままでカットバック面の積極的な冷却（伝熱促進）が要求される．本研究では新たに冷却流の脈動化を利用して性能向上を図った．伝熱計測，PTV計測，LES・DNS解析を脈動パラメータとカットバック面形状を変化させて行うことで，最適脈動パラメータ，最適カットバック面形状の決定とその熱遮蔽冷却原理の説明を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高出力，高効率なガスタービンは航空機用，定置発電用に加え，その高速起動性・移動性により分散型・非常用電源としても高い関心を集めている．本研究は，高温化によるガスタービン熱効率向上の伝熱工学的制約（冷却困難部位）である翼後縁部のフィルム冷却を研究背景として，熱遮蔽性能維持下での伝熱促進という新しい問題設定をする．そして定常冷却流でのこれまでの成果を発展させ，冷却流の脈動化によるさらなる性能向上とその原理説明を行い，エネルギー変換の高効率化とCO2削減に寄与する．
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