| 研究課題/領域番号 |
05650182
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
佐藤 恵一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (50113030)
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| 研究分担者 |
深沢 塔一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80143171)
増山 豊 金沢工業大学, 工学部, 教授 (10101362)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | キャビテーション / 剥離流れ / 渦 / 干渉問題 / 気泡流れ / 臨界領域 / 乱流遷移 / 鈍頭物体 |
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| 研究概要 |
キャビテーション現象に関して、未解明な点の一つは、キャビテーションが生じると流れ場特性がどのように影響を受けるかという問題である。本研究においては、典型的な渦形成機構である鈍頭物体まわりの流れを取り上げ、その剥離剪断層におけるキャビテーション気泡の発生機構と流れ場特性との干渉機構を実験的に明らかにした。また、流れ場特性の変化に伴う渦キャビテーションの流力特性と衝撃力との関係についても検討した。
平成5年度においては、試験片として種々の円柱、トリップワイヤ付き円柱および三角柱を作成した。また、側壁の影響計測用も作成した。液中の空気含有度、流速、圧力を変え、気泡発生点、気泡形態、衝撃パルスの観点から調べた。得られた結果によると臨界領域近くでの円柱の流れ特性はキャビテーション気泡の発生によりその影響を受け、質的に大きく変化した。円柱や三角柱などの試験片の作成、円柱まわりの剥離流れ中の速度場の計測、キャビテーション過程における発生点、気泡の様相、加速度信号などの瞬間写真撮影、高速度写真撮影、ビデオ撮影、発生衝撃圧の強度分布および周波数解析などを行なっている。
平成6年度においては、まず染料を流れ中に注入する可視化技術を用いて円柱の剥離パターンを可視化し、ダブルピーク・キャビテーション過程が流れ特性が層流剥離パターンから乱流剥離パターンに移行することで生み出されることを示した。さらに円柱の背圧測定を行い、キャビテーションによる剥離パターンの遷移は渦の強さの変化を生み出し、キャビテーション自体も抑制することを示した。2つめはスプリッタ板効果により渦の干渉が抑制され、キャビテーションそのものも抑制されることを明らかにした。3つめは以上の渦キャビテーションにおける衝撃力と気泡様相とを同時計測できる計測システムを作りその特性を明らかにした。
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