| 研究課題/領域番号 |
17K06942
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
岡本 光司 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70376507)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 小型タービン / テスラタービン / マイクロ流体機械 / 境界層 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は，前年度に引き続き翼列複合型テスラタービンの設計指針を得るための数値解析，および，前年度に設計したローターディスクの試作及び試運転を行った．
まず数値解析については，これまでは衝動タービンの翼設計を参考にした翼型を採用してきたが，まだ効率改善の余地があることが見込まれたことから，翼型設計の改善を目指して，数値シミュレーションによる設計検討を行った．特に，排気が持つ流速の旋回成分に着目し，より多くの円周方向運動量をトルクに変換することを目標として，翼型の検討を実施した．その結果，流路スロート幅を適切に定めた増速翼列を採用することによって，より多くの円周方向運動量をトルクに変換することができ，結果として，ローターの断熱効率が改善することが示された．
一方，実験においては，前年度に設計した翼列を付加した，翼列複合型のローターディスクを，３Dプリンタによって試作した．素材としては，積層ピッチの観点から，光硬化性樹脂を選択し，製造及び組み立て工程で生じる様々な問題を明らかにしたうえで，翼列を付加しないオリジナル形状のローターディスクと，翼列を複合したローターディスクを製造した．まず，オリジナル形状のものを用いた実験を行い，樹脂で製造したディスクが20000ｒｐｍ程度の回転数まで構造的に耐えられることを確認した．そのうえで，翼列を複合したディスクを用いた場合の結果との比較を行い，オリジナル形状のディスクよりも翼列複合型のほうが高い効率を示すことを確認した．
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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
今年度は，前年度に得られた設計指針に基づいた，翼列複合型ローターディスクを製造し，試作機に組み込んで試運転を行った．また，数値解析においては，引き続き，より良い設計指針を得るための検討を進めることができた．よって，おおむね予定通りに進捗しているとみなすことができる．
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| 今後の研究の推進方策 |
実験における翼列複合型ローターディスクの試運転については，まだ実験データが十分ではないため，引き続きデータの取得を進める．また，オリジナル形状のローターディスクについて，同形状の金属製のディスクで得られたデータとの間に差が認められることから，その原因についても議論する．さらに，各種設計パラメタを変更した翼列複合型ローターディスクについても試作試運転を行い，各パラメタが与える影響について議論する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末に行った出張について，事前の計画から変更したため，差額が生じた．次年度にも出張を計画していることから，その旅費の一部に充てる予定である．
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