| 研究概要 |
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力特性と失速フラッタ限界を指定する数値計算コードを開発しようとするものである。
昨年度は,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小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たった。すなわち,旋回失速の伝播速度と翼振動の位相伝播速度との関係によて,両者の現象の間に同期・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大きな影響を受けることなどがわかった。
本年度はこの数値計算法をタービン翼列の場合に拡張することを行い,さらに翼の振動形態としても回転振動だけではなく,並進振動にも対応できるように計算コードを改造した。そしてタービン翼列として,転向角の大きいノズル翼列およびそりが小さくて食違角の大きい動翼列という,2つの典型的翼列を選び,非定常パラメータを変化させた一連の数値計算を行って,その非定常空力特性を明らかにした。
実験に関しては,数値解析に用いたと同じ圧縮機翼列を二次元翼列風洞出口に配置して一定の振動数,一定の翼間位相差で角振動させ,翼面非定常圧力分布や非定常モーメントを測定して計算結果と比較することを行った。その結果,翼面非定常圧力は定性的に数値解析結果と一致したが,非定常モーメントも含めて定量的には差異が認められた。これらの点に関しては更に実験を継続して確認する必要がある。
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