| 研究課題/領域番号 |
19K04188
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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 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
姜 東赫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40610366)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 非定常流量 / 動的モード分解 / 特異値分解 / 流れ場の推定 / デジタルツウィン / 非定常流量計 / ターボ機械の動特性 / ターボ機械 / 動特性 / POD / DMD / IFFT / 変動流系 / 変動流量計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ターボ機械の内部流れのアクティブ制御を試みる．まずは，申請者が独自で導いた変動流量の理論式によって，高精度の変動流量計を開発する．続いて，加振時の流れ場に対して動的モード分解を用い，流れ場と動特性との関係性を明確にする．さらに，動的モード分解を用いて流体不安定を発生させる流れの状況を特定する．その後，アクチュエータによって，不安定を発生させる流れの構造を崩壊させ（＝最適変動励起法），不安定流れの抑制を図る．
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| 研究成果の概要 |
非定常エネルギー式の適用により非定常流量を測定可能なベンチュリ式非定常流量計の提案と理論、数値解析、実験的な検証を行った。この成果により実験によるターボ機械の動特性の調査が可能となった。また、実験・数値的にターボファンの動特性を測定し、非定常時の性能曲線の勾配が準定常のものより大きくなっていることがわかった。
準定常流下のターボ機械内部流れ場のリアルタイム推定技術の開発を行った。特異値分解を用いた画像のモード分解・再構築技術に着目し、流れ場のモード分解・再構築技術を考案した。計測データのみ予測された流れ場が実際CFDで計算した結果とよく一致していることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非定常ベルヌーイ式を用いて、変動流量装置の開発した。本開発によって変動時の流れの様子を明らかにすることができる。さらに、特異値分解、動的モード分解という手法や時空間FFT・IFFTを用いることによって、ある特定な流れ場の成分を抽出することができた。これによって、複雑流動現象を明らかにすることができた。特に、特異値分解を用いて、ターボ機械のデジタルツウィンができることを示した。
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