| 研究課題/領域番号 |
18360090
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
辻本 良信 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50112024)
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| 研究分担者 |
川田 裕 大阪工業大学, 工学部, 教授 (70440930)
堀口 祐憲 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60314837)
米澤 宏一 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00362640)
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| キーワード | インデューサ / 設計 / キャビテーション / 翼端渦キャビテーション / 翼端渦 / 数値シミュレーション |
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| 研究概要 |
ケーシング形状変更による、インデューサに生じるキャビテーション不安定現象の防止法に関する研究において、キャビテーション不安定現象は翼面キャビテーションでなく翼端渦キャビテーションが隣接翼と干渉し始めると発生することが明らかとなった。翼端渦キャビテーションの強さや位置は主として羽根車翼端部分の負荷分布によって決まるので、羽根車を三次元設計することにより翼端渦キャビテーションの発生位置を制御し、不安定現象を防止することを目的として研究を進めている。
本年度は、昨年度に引き続き翼端渦キャビテーションが隣接翼と干渉しない羽根車形状を見出すことを目的として数値シミュレーションを実施した。翼端渦の軸が翼端渦キャビテーションの軸とほぼ一致すると仮定し、非キャビテーション流れに対する数値シミュレーションにより翼端渦の位置を調べた。翼端渦の発生原因となる翼端隙間の漏れ流れを防ぐために、翼端の負荷が小さくなるよう翼の前縁付近の翼端側の羽根角を小さくすると、入射角が負となる領域が現れ、圧力面にキャビティが発生するという問題が生じうることが昨年度の研究で明らかになっている。そこで、圧力面の圧力が低くならないよう、翼前縁近傍の羽根角を従来の羽根車のものからわずかに大きくし、かつ翼前縁の翼端を下流側まで伸ばし翼端渦の発生点を下流側に移動させることを目論んだ2種の羽根車に対して数値計算を実施した。その結果、翼端渦の強さがかなり減少し、また翼端渦が翼間に入り込んで隣接翼とほとんど干渉しないことが期待されるような結果が得られた。そこで、本羽根車を製作し、本羽根車のキャビテーション不安定現象の防止効果を実験で検証する予定である。また、キャビテーション発生時の数値計算も実施しており、これらの結果を踏まえて、キャビテーション不安定現象の防止メカニズムを明らかにしたいと考えている。
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