| 研究課題/領域番号 |
15K05878
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| 研究機関 | 湘南工科大学 |
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研究代表者 |
西田 英一 湘南工科大学, 工学部, 教授 (70410032)
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| 研究分担者 |
濱川 洋充 大分大学, 工学部, 教授 (30243893)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 熱交換器 / 共鳴 / カルマン渦 / 自励振動 / 防音設計 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度は、著者らが提案した、気柱共鳴予測のためのモデル化手法（渦の後流振動子によるモデル化、多数の渦の確率論的なモデル化、など）の妥当性を実験的に検証すべく、実機ボイラの二次元相似模型を用いて，気柱共鳴現象発生前後の管群からの渦放出と共鳴音圧変動との位相関係について実験的に明らかにした．今年度はその妥当性を検証すべく、異なる実験条件にてその妥当性を検証した。その主な結果を以下に示す。
流れ方向の管配列のピッチ比が3.0，揚力方向が2.0の格子配列管群において，気柱共鳴現象発生前後の渦放出と共鳴音圧変動との位相関係を実験的に調査した．壁面音圧および管表面の圧力変動のスペクトルのピーク周波数はギャップ流速に比例し増加するが，気柱共鳴現象が発生するとロックインが生じ，ピーク周波数は流速が増加するにつれて階段状に変化する．共鳴開始時のギャップ流速を用いたストローハル数は約0.16となる．揚力方向1次モードと2次モードの気柱共鳴現象が発生すると，壁面音圧と渦放出の相関が急激に強くなる．気柱共鳴現象発生時には音圧変動の節の位置の管からは交互渦が放出されている．1次モードのとき，管群の最後列の管に作用する揚力変動は壁面の音圧変動よりも約πだけ位相が遅れ，2次モードのときには，管に作用する揚力変動は壁面の音圧変動よりも約－π/2だけ位相が進む．
この結果（特に位相情報）は提案したモデル化の妥当性を示唆していると考える。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
提案したモデル化の妥当性が複数の実験条件で示唆されたことは自己評価している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、より広範囲の実験（特に、管配列）を行い、提案法の成立範囲を明確化する必要がある。
また、提案モデルに含まれる複数のパラメータの値を実験的に同定することも課題である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験装置の不具合（変形によるリークなど）により、当初の計画に遅れが生じたため。全体としては概ね順調に進捗している。
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| 次年度使用額の使用計画 |
種々の実験条件（管群配置など）での検討に必要な装置改造費として使用予定である。
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