| 研究課題/領域番号 |
11450071
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
松本 洋一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60111473)
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| 研究分担者 |
加藤 洋治 東洋大学, 工学部, 教授 (00010695)
田村 善昭 インテリジェント・モデリング・ラボラトリ, 助教授 (40217203)
高木 周 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (30272371)
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20166622)
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| キーワード | Cavitation / Bubble Dynamics / Pressure Wave / Numerical Analysis / Cavitation Erosion / Bubbly Flow / External Flow / Numerical Simulation |
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| 研究概要 |
研究は、大きく3つのグループに分けて行った。松本・高木のグループは、クラウドキャビテーションの崩壊挙動をシミュレートするための数値計算コードの開発と総括、加藤・山口は現有のキャビテーションタンネルを用いたクラウドキャビテーションの崩壊に関する実験、田村は没入型ディスプレイによるバーチャルリアリティ3次元可視化装置(CAVIN)を用いた3次元立体映像の構築を中心に行った。
数値計算コードは、本研究で扱う翼周りキャビテーション流れでは、翼前縁近傍でのキャビテーション気泡の初生から成長、合体によるシートキャビテーションの形成、さらに翼面上でのシートキャビテーションの分裂によるクラウドキャビテーションの形成・崩壊の全過程を統一的に解くものを開発した。
実験に関しては、翼面上の圧力分布の高精度測定に加えて、高速度カメラを用いたクラウドキャビテーションの3次元崩壊挙動の可視化を行った。この際、翼面に埋め込まれた圧力計からの信号を高速度カメラの信号と同期させることにより、クラウドの崩壊挙動と圧力の変化の同時計測を行い、数値計算結果の検証のためのデータ構築とクラウドキャビテーションによるエロージョン現像の解析を行った。
クラウドキャビテーションの動力学の本質はその3次元性にある。そのような現象をシミュレートするための計算手法の開発や実験結果の解釈は、2次元的な映像だけでは困難なものとなる。そこで本年度は、実験において高速度カメラで撮影された映像を、現有の没入型ディスプレイによるバーチャルリアリティ3次元可視化装置(CAVIN)を用いて3次元立体映像へと再構築した。また数値計算手法の開発にもCAVINでの3次元可視化を積極的に利用し、より効率的に行った。
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