| 研究課題/領域番号 |
19K23500
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 石川工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
寺本 裕志 石川工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (70847376)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 噴流 / 複数円形ノズル / 流体計測 / 流体混合 / 噴流の干渉 / 熱線流速計 / 円形噴流 / 熱線流速測定 / 副噴流 / 噴流の合流 / 複数噴流 / 噴流の発達 / 平均流れ特性 / 混合・拡散制御 / 流体工学 / 拡散制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
円形噴流は多孔ノズルを利用した燃焼器等の種々の機器に応用されている．噴流利用機器の性能向上には噴流制御技術の確立が必要である．また複数噴流の流れ場は複雑で，体系的な流れ特性に関する知見が不足している．本研究では円形ノズル外周に円形あるいは非円形ノズルを環状配置した円形噴流(主噴流)と環状複数噴流(副噴流)から成る複数噴流について実験的に調べ，流れ特性についての体系的な知見を提供するとともに，主噴流と副噴流との干渉による周囲流体と流れの混合制御技術を開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，円形主ノズル孔の周囲に複数個の副ノズル孔を配置したノズルによって形成される複数噴流の流れ特性を解明することを目的とし，副噴流による円形主噴流の混合制御手法を提案する．
円形副ノズルを用いた場合，主・副ノズルの直径比が1/2の場合に得られる出口速度比は1である．主噴流の到達距離はノズル直径の約5倍で，副ノズル孔数の影響はほぼみられない．
副ノズル孔数によらず個々の円形噴流が広がることで噴流同士の合流が生じており，円形主ノズルと円形副ノズルの間隔を主ノズル直径の3倍程度に広げることで，主噴流の混合を促進できる．同様の効果は，主・副ノズルの間隔を同じく3倍程度にした楕円形副ノズルでも得られる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により得られた成果は複数噴流利用機器の性能向上や設計に資する知見と考える．
これまでに研究報告例が極めて少ない，円形主噴流に対する円形及び楕円形複数副噴流による受動的制御について実験的な手法によって種々の流動特性を明らかにし，円形主噴流の到達距離の短縮・混合の促進が可能な条件を見出した．
その他にも噴流の発達過程における速度分布の変化や混合の強さ，また噴流の変形の様子などについて明らかにした．
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