研究課題/領域番号 |
19K04177
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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研究機関 | 早稲田大学 |
研究代表者 |
宮川 和芳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30623673)
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研究分担者 |
中村 揚平 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (80822452)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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配分額 *注記 |
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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キーワード | ターボチャージャの脈動流下損失発生機構 / タービン・コンプレッサの非定常内部流れ / 脈動流試験装置および非定常流計測 / 非定常流動解析 / ターボチャージャ / タービン / コンプレッサ / 非定常性能 / 脈動流 / 内部流れ / 非定常流れ / サージ / 非定常損失 |
研究開始時の研究の概要 |
ターボチャージャは脈動流下で作動するが設計の多くは定常流のみを考慮し、脈動流の影響は詳細には明らかになっていない。そこで、脈動流の影響を要素試験装置で詳細に計測し、ターボチャージャ試験装置で実際にターボチャージャで発生する損失を計測する。以上により脈動流下における損失発生機構の解明を行う。
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研究成果の概要 |
自動車用ターボチャージャは,エンジンのダウンサイジングのために最近多く使われているが,エンジンの吸排気に伴う脈動流下で運転されていることから,非定常的な挙動を示し,定常流での運転とは異なる性能となる.本研究では要素試験装置およびターボチャージャ試験装置を使用し,基本的な流路形状への脈動流やウェークの流入による損失増加のメカニズム解明,脈動流下におけるターボチャージャの実験での損失計測による脈動流が与える定量的な影響を明らかにした.これらによりターボチャージャ性能のエンジンの吸排気脈動流の影響を明らかにすることができ,今後のターボチャージャ設計に資する結果を得た.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多くのターボ機械は定常流下で運転が行われているため,非定常流動下での内部流れや性能への影響はほとんど研究されていない.一方,ターボチャージャはエンジンの吸排気に伴い脈動流下で運転され,性能が定常流下とは異なることは知られているが,構成要素であるタービン,コンプレッサは定常流下での性能評価により設計されていて,脈動流の影響はほとんど考慮されていない.本研究では,基本的な流路形状における非定常流動下での損失向上を実験,解析により検討し,それをもとにターボチャージャの損失発生メカニズムを明らかにした.本成果は,脈動流の影響を考慮したターボチャージャの設計手法構築の資料となる.
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