| 研究課題/領域番号 |
02402023
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
梶 昭次郎 東京大学, 工学部, 教授 (80013704)
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| 研究分担者 |
花村 庸治 東京大学, 工学部, 助教授 (00013665)
渡辺 紀徳 東京大学, 工学部, 助教授 (10201211)
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| キーワード | 超音速翼列 / 翼列フラッタ / 衝撃波 / 不始動フラッタ / 離脱衝撃波 / 衝撃波振動 |
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| 研究概要 |
航空用エンジンの超音速翼列では、設計点に近い高回転数で、かつ背圧の高い高負荷状態において曲げモードフラッタが発生する。流れの状態としては離脱衝撃波を伴っており、これがフラッタの現象に寄与するとの視点から研究を進めている。
本年度は昨年までの可視化実験から明らかにされた翼列方向への流れの非一様性改善と、風洞壁に設けた振動翼のための孔部の影響を最小にするための改修を行った。翼列方向への一様性を確保するため、翼列下流に装着するフラップ板を多孔とし、背面に空間を設けて圧力の均一化を図った。また、振動翼の孔部をふさぎ、壁面をしゅう動するつば状の薄板を付加して圧力差による漏れを防止した。
まず、定常状態での流れ場を可視化して、翼列下流の絞りによる衝撃波形態の違いを把握した。次に準定常的に翼が移動したときの衝撃波形態と翼面圧力分布の計測を行い、種々の背圧状態での衝撃波の移動状況を把握した。翼が準定常的に移動した場合、絞りが開放に近いときは移動翼の斜衝撃波が移動するだけであるが、翼列内に衝撃波が発生したり、離脱衝撃波が生じるような絞りの状況では、移動翼以外の翼の衝撃波にも大きな影響が及ぶことが明らかになった。さらに、翼を10Hzから80Hzの範囲で曲げ振動させ、非定常圧力変動の計測を行った。翼振動による動的な影響は、振動翼に接した流路の翼面圧力に対しては余り及ばないが、直接接していない流路の翼面圧力に対しては位相遅れをもたらすことが明らかになった。
2次元振動翼列まわりの圧縮性流れを解析するオイラーコードを開発した。計算結果から、曲げモードフラッタはファンの回転方向に伝播するモードで生じること、始動状態よりも離脱衝撃波を伴う不始動状態の方がフラッタを起し易いこと等が明らかとなった。
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