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本研究は、流動機器の限界性能を支配する、はく離流の制御方法、特に状況に応じて制御するという能動制御法の確立を目的としている。そのために、調節の容易なジェットを傾斜させて壁から吹き込み境界層内に縦渦を発生させるという渦誘起ジェット法を取り上げて、円すいディフューザ内のはく離流れの能動制御の実用化を図る2年間の基礎研究を進めて、以下に示す一定の成果を得た。
1. はく離流れの性質を代表する量として、逆流率分布の測定が有用であり、その計測法としてX形熱線又はスプリット形熱線プローブを使用する方法を提示した。装置等の寸法が小さい場合には一般に後者のほうが利用しやすいことになる。
2. 渦誘起ジェットで生ずる縦渦は小翼片からなる渦発生器に比べて弱いが、主流流速の2倍程度のジェット速度を採用すれば、はく離制御に実用できる縦渦列を境界層内に誘起することができる。
3. 例えば、広がり角18度で、出入口面積2.56の円すいデフューザ(入口径:D)で生ずるはく離を次の仕様からなる渦誘起ジェットにより抑制でき、圧力回復率を0.4から0.6まで増加させ得る。
ピッチ角=30°、スキュー角=90°、ジェット径=0.048D、個数=8、速度比=2.0。
この速度比の場合には、ジェットに使われる力学的エネルギーは回収量よりも小さく出来、有効である。
4. 2次元流路の渦誘起ジェットを調べた実験との比較によれば、標準乱流モデルとRANSを基礎式とする数値計算によって流路内での縦渦の減衰等を良好にシミュレーションできた。
5. 出口ディフューザのような場合には、はく離の能動制御に必要となる検出量としてディフューザ入口部の速度変動のレベルを用いる方法も有用である。
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