研究課題
従来型ディフューザの性能をさらに向上させるためには、非定常変動に対するはく離・再付着流れの応答を明らかにし「はく離の制御」を行うことが必要不可欠である。本研究では非定常変動に対するはく離・再付着流れの応答特性およびディフューザ内の流れの構造変化を明らかにすることを目的として研究を行った。1.ディフューザ入口に設置した円柱の直径および設置位置に対するディフューザの圧力回復率変化を調べた。この結果、圧力回復率を向上させる円柱の直径および設置位置の組合せが存在することを明らかにした。2.圧力回復率を向上させる円柱の直径および設置位置の組合せにおける流れ場の時間平均速度分布変化および乱れ強さ分布を明らかにした。3.水路による可視化実験を行い、円柱の後流渦とディフューザ内はく離渦との干渉について明らかにした。この結果、圧力回復率を向上させる円柱の直径および設置位置の組合せでは、円柱後流の幅が広がり、ディフューザ内のはく離が抑制されることが明らかになった。4.動翼の後流を模擬するため周期的に移動するロッドによる後流をディフューザ入口に流入させ、流入速度分布の非一様性(後流形)に対する圧力回復率の変化および後流渦による周期的速度変動に対するはく離再付着流れの応答特性について明らかにした。この結果、はく離を伴うディフューザ内に円柱後流が流入することによって、圧力回復率が向上すること、圧力回復率の向上の割合は円柱後流の流入周期に依存することなどの知見を得た。5.本研究の成果をまとめて、流れの能動制御を用いた高効率ディフューザの設計手法を確立し、設計プログラムの構築を行うとともに、その実機への適用を検討した。
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