1993 年度実績報告書

失速フラッタの設計支援解析コードの開発

研究課題

研究課題/領域番号	05555061
研究機関	東海大学
研究代表者	高田浩之東海大学, 工学部, 教授 (40010699)
研究分担者	佐藤友彦三菱重工業, 高砂研究所, 所長西沢敏雄科学技術庁, 航空宇宙技研, 研究員
キーワード	失速フラッタ / 非定常空気力 / 翼列 / 回転機械
研究概要	発電用・産業用のガスタービン・蒸気タービンや航空用ジェットエンジンの高効率・高性能化のためには軸流圧縮機や軸流タービンが高効率でかつ失速に対して十分の安全性をもつものであることが基本的に重要である。本研究は圧縮機翼列およびタービン翼列における失速時の非定常空気力と失速フラッタ限界を推定する数値計算コードを開発しようとするものである。本年度は、まず既存の静止翼列のまわりの非定常剥離流の数値計算法を翼列翼が角振動する場合にまで拡張することを行った。そしてそれを用いて、代表的圧縮機翼列として選んだNACA65系翼型をもつ食違角30°、弦節比1.0の翼列が翼中央点まわりに微少角振動する場合を例として、翼振動の無次元振動数および翼間振動位相差を変化させた一連の計算を行った。その結果、失速フラッタにおける翼の空力励振モーメントとその翼列の旋回失速特性との間には密接な関係があることがわかった。すなわち、翼列が振動している場合であってもその振幅が微少であれば、旋回失速は翼列が静止している場合とほぼ同様に発生するので、その旋回失速の伝播速度と翼振動の位相伝播速度との間の関係によって、両者の現象の間には同期・非同期の関係が生じ、その際翼に働く非定常空力モーメントはその影響を大きく受ける。両者が同期している場合には振動翼は大きな励振仕事を受けることになり、失速フラッタが発生する。無次元振動数、翼間振動位相差および翼列への流入角を広範に変えた場合に対する詳細な検討は明年度に継続する予定である。実験に関しては、上記圧縮機翼列の数値解析結果と比較するための二次元振動翼列の風洞試験を計画し、今年度は翼列加振装置を設計・製作し、予備運転を行った。