| 研究概要 |
流れのアクティブ制御技術を軸流形ターボ機械の翼端流れ場に適用することによって,ターボ機械の高効率および高性能化を図るために,本研究では,軸流ターボ圧縮機の動翼列における翼端流れ場の構造を詳細に解析して,その効果的なアクティブ制御スキームの構築を試みた結果,以下のような知見が得られた.
漏れジェットと主流との間のせん断層が漏れ渦コアを構成しており,漏れ流れのほとんどはこのコアまわりを取り巻いている.漏れ渦コアを構成する渦線は翼負圧面境界層内の中間部に位置する渦線とリンクしている.漏れ渦の外部において負圧面境界層外縁の渦線が漏れ渦コアではなくケーシング面境界層内の渦線とリンクすること,および一旦漏れ渦コア内にリンクされた渦線が拡散効果でケーシング面境界層とリンクし直すことにより、漏れ渦の循環は漏れ流れのない場合の翼先端の循環よりも小さくなる.
逆圧力勾配の増大とともに,翼端漏れ渦は徐々に膨張し,渦中心の速度が減少するが,渦構造に顕著な変化は認められない.しかしながら,逆圧力勾配がある基準以上になると,渦コア内によどみ点が現れて,その下流に逆流領域が形成され,渦の崩壊が発生する.渦崩壊が起きると,渦構造は劇的に変化する.すなわち,渦は著しく膨張し,流れ方向渦度の集中した渦コア部が消滅し,渦コアに大きな非定常変動が現れる.その結果,翼端漏れ渦の崩壊は羽根車流れに極めて大きなブロッケージ効果をもたらし,そのブロッケージ効果は失速点近傍における羽根車の流力特性を支配している.
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