| 研究課題/領域番号 |
14350091
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
岡島 厚 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (80013689)
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| 研究分担者 |
岡野 行光 (株)原子力安全システム研究所, 技術システム研究所, 副所長
溝田 武人 福岡工業大学, 工学部, 教授 (10038557)
木村 繁男 金沢大学, 自然計測応用研究センター, 教授 (70272953)
中村 晶 (株)原子力安全システム研究所, 技術システム研究所, 研究員
木綿 隆弘 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (40225107)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | 流体関連振動 / 円柱 / 渦励振 / 流れ方向振動 / アスペクト比 / テーパ比 / 乱れ強さ / 数値シミュレーション |
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| 研究概要 |
構造物の流れ方向流力振動に関する水槽、風洞実験そして数値シミュレーションによって得られた一連の研究成果に基づいて、プラント配管内で実際に使用可能な温度計の開発研究を行った。すなわち、種々な断面形状の構造物においてそのアスペクト比やテーパ比などの流力振動特性に及ぼす影響を調べ、流れ方向振動、直角方向の渦励振などの流力振動を回避可能な、いわゆる振動し難い温度計形状を特定することを目的とし、以下のことを明らかにした。(1)弾性支持された円柱及び種々な断面比の矩形柱の振動特性と流れパターンの対応を示し、共振流速の1/2付近で流れ方向振動が生じることを実験及び数値シミュレーションで明らかにし、LESが流力振動のシミュレーションに有効なことを示した。(2)アスペクト比が小さい場合は1つの励振域、大きい場合は2つの励振域を生じ、アスペクト比が大きくなるに従い第2励振域が明瞭になる。(3)換算減衰率Cnに対する応答振幅の影響は、2次元円柱は第2励振域より第1励振域の方が敏感にCnに対して敏感に振幅が抑制されるが、片持ち支持円柱の場合は、2次元円柱の2つの励振域の中間的な減衰特性を示す。(4)テーパ付き円柱は先端から1/3の直径を用いることで特性が整理できる。テーパ比5,10%の円柱は換算減衰率に対して2次元円柱より敏感に振幅が減衰することより、日本機械学会の「配管内円柱状構造物の流力振動評価指針」での流れ方向の抑制条件Vr<3.3かつCn>2.5がテーパ付き円柱でも適用可能である。(5)接近流の乱れ強さや気泡の混入は、第二励振域の振動が抑制されることを明らかにした。
これらの研究成果は、日本機械学会など関連学会の論文集に6編、そして16編の口頭発表論文として報告し、配管内構造物設計のガイドラインとして学会評価基準に反映し、基準の高い確度と適用範囲の拡大化を図るものとなった。
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