| 研究課題/領域番号 |
18560160
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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 | 信州大学 |
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研究代表者 |
吉田 尚史 信州大学, 工学部, 准教授 (90262857)
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| 研究分担者 |
渡邉 崇 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40182927)
鈴木 健 独立行政法人産業技術研究所, 先端製造プロセス研究部門, 主任研究員 (50357282)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
2,280千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 数値流体力学 / 有限差分法 / 非圧縮流れ / キャビティ流れ / 自励振動流 / 能動制御 / キャピティ流れ / キャビティ / 制御 |
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| 研究概要 |
開いたキャビティを通過する流れでは、キャビティ上流角ではく離したせん断層が周期的に自励振動する。キャビティ自励振動流の振動を止める制御は工学的応用の面で重要である。本研究は、数値解析によってキャビティ流の振動を抑制する新たな能動制御方法を開発することを目的とする。能動的制御方法はキャビティ底面を駆動することによりキャビティ内の循環流を変化させ、はく離せん断層の振動を停止させる方法である。
初めに、キャビティのアスペクト比を2に固定した場合について、キャビティ底面を駆動する能動制御方法を適用し、二次元数値解析を行った。底面を正負の方向に駆動し、それぞれ一定速度以上で駆動するとせん断層の振動が停止することを明らかにした。次に、キャビティのアスペクト比を1.0から3.8まで0.1刻みで変え非制御の計算を行った。アスペクト比が1.5以下は振動なし、1.6から3.0まではモードII、3.1から3.7まではモードIII、そして3.8ではウェイクモードの振動に変化した。振動モードの変化とキャビティ内に定在する循環渦の個数の変化に相関があることを明らかにした。次に、異なる振動モードに対して、キャビティ底面を駆動する能動制御方法を適用した二次元数値解析を行った。モードIIのアスペクト比2と2.5の場合には、底面を正負の方向に駆動して振動を停止させることが出来た。モードIIIの3.5では負方向では振動を停止することが出来たが、正方向では振動は停止せずモードIIIからウェイクモードへ変化した。負方向の駆動では全てのモードに対して振動停止の制御が出来た。正方向の駆動では、アスペクト比が小さい場合に振動停止制御ができ、アスペクト比が大きい場合は振動モードを変える制御が可能であることを明らかにした。以上より、キャビティ底面を駆動する新しい能動的制御方法を確立することが出来た。
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