3次元タービン内部流れにおける非定常効果発現機構の解明と効率制御手法への展開

• 研究課題/領域番号: 20560145
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 船崎 健一 岩手大学, 工学部, 教授 (00219081)
• 研究分担者: 山田 和豊 九州大学, 工学研究院, 助教 (00344622) ; 谷口 英夫 岩手大学, 工学部, 助教 (50292173)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 流体機械 / タービン段 / 非定常効果 / 制御 / タービン / 内部流れ / 非定常性 / 実験 / 流れ解析 / 二次流れ / 高効率化 / ターボ機械 / 非定常 / CFD / 損失 / 非定常流 / 回転試験機

研究概要

従来のタービン段設計においては,タービン段内部の流れ場を定常流として取り扱ってきたが,更なる空力性能の向上を達成するためには,タービン段内部に生じる非定常的な流れ場を考慮する必要がある.しかしながら,これらの様な非定常的な影響を定量的に評価するためには多くの調査が必要不可欠である.そこで本研究では,タービン段を模擬した単段軸流タービン試験機における定常空力試験,及び非定常流れ場計測を実施した.さらに数値解析によって,より詳細な流れ場の現象を調査することにより,流れ場の非定常性が与える損失生成メカニズムについて知見を得るとともに,ターボ機械の高効率化,高負荷化にむけての制御手法としてのパージ空気の効果を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] タービン段における空力特性に与える動静翼間距離の効果に関する研究(実験及び簡易モデルによるCFD) (2010)
  • 著者名/発表者名: 船崎健一, 山田和豊, 菊池護, 佐藤英明
  • 雑誌名: ターボ機械 38(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influences of Axial Gap between Blade Rows on Secondary Flows and Aerodynamic Performance in a Turbine Stage(Published in DVD) (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., Funazaki, K., Kikuchi, M., Sato, H.
  • 雑誌名: Proceedings of IGTI
  • 査読あり
• [学会発表] タービン回転試験機による航空エンジン低圧タービンの高効率化に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 船崎健一,千田麗太,分銅克,菊池護,浜辺正昭
  • 学会等名: 第63回ターボ機械協会総会講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] タービン回転試験機による航空エンジン低圧タービンの高効率化に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 船崎, 千田, 分銅, 菊池, 浜辺
  • 学会等名: 第63回ターボ機械協会総会講演会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] 単毅軸流タービン内部流の非定常性と空力性能に関する研究(動静翼間隔の効果) (2008)
  • 著者名/発表者名: 船崎健一、山田和豊、菊池護、渥美秀勝
  • 学会等名: 36回ガスタービン定期講演会
  • 発表場所: 日立市 日立シビックセンター
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] タービン毅における空力特性に与える動静翼列間隔の効果に関する研究(実験及びCFD) (2008)
  • 著者名/発表者名: 船崎健一、由田和豊、菊池護、佐藤英明
  • 学会等名: 60回ターボ機械協会大阪講演会
  • 発表場所: 豊中市大阪大学
  • 年月日: 2008-09-19