| 研究概要 |
内径50mmの黄銅管の途中に多孔板を組み込み,水を作動流体として実験を行った.ロックイン発生時の管内変動圧力モード,多孔板前後の差圧変動および板の振動を測定した.圧力および振動の測定には,それぞれひずみゲージ式圧力変換器とひずみゲージを用い,FFTアナライザーによりその周波数,振幅および位相を求めた.また圧電アクチュエータにより多孔板をロックイン周波数で強制加振したときの管内変動圧力モードも調べた.多孔板は黄銅製で,板厚3.0mm,孔径3.0mm,孔数30である.以上により,次の事柄を明らかにした.
(1) ロックイン発生時には,多孔板上流側管路では管入口端を,下流側管路では出口端をそれぞれ圧力の節とする圧力定在波が形成される.そのモード形は,多孔板取り付け位置で流量の連続を仮定して伝達マトリックス法から得られるそれと極めてよく一致する.
(2) ロックイン発生時には多孔板は同位相のモードで曲げ振動を起こし,その振動変位は板前後の差圧に対しわずかに遅れを生じる.このときの管内変動圧力モードは,ロックイン発生時のそれと極めてよく一致する.
(3) ロックイン現象は,流体の粘性を無視したときのインピーダンス(板前後の差圧とそこでの流量の比)の位相角がπ/2の領域のみで発生し,-π/2の領域では生じない.
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