| 研究課題/領域番号 |
18K03957
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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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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
苅田 丈士 中部大学, 工学部, 教授 (50358545)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | タービン / 超音速 / 遠心力 / 擬似衝撃波 / 性能 / 減速 / 圧縮波 / 亜音速 / 断面積 / 準一次元流れ |
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| 研究成果の概要 |
液体ロケットエンジン等で使用される超音速タービンで発生する損失を、擬似衝撃波モデルを用いて計算する研究を行った。
一般的な擬似衝撃波計算法を開発した（査読論文）。また実験及び数値計算を行い、擬似衝撃波による下流での圧力上昇のタービン性能への影響を明らかにした。（講演会発表2件）。
研究を進める中で、従来の擬似衝撃波メカニズムでは損失を説明しきれないこと、遠心力が擬似衝撃波損失の主要因であることを明らかにした。遠心力を入れた計算法を構築し、実験および数値計算結果と比較し妥当性を確認した。超音速タービンの性能計算では遠心力の減速効果（擬似衝撃波効果）を考える必要があることを示した。（論文投稿中）
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ロケットエンジンのタービン設計では従来、種々の損失を上げてその影響を検討してきた。実験および数値シミュレーションにおける大きな損失のメカニズムが不明であり、タービン性能向上を行うことが困難であった。従来の擬似衝撃波モデルを適用するだけでは、損失を説明できなかった。
今回の研究により、高速で急激に流れの向きをかえるタービン内の流れに働く遠心力が、タービン内の流れに大きく影響し、性能を下げていることが明らかとなった。損失を抑制するための方法についても提案を行った。
今後の超音速タービン設計において本研究の知見や計算方法を活用することで、高性能なタービンを設計することが可能となった。
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