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2007 年度 実績報告書

ジェットエンジン圧縮機動静翼干渉場におけるサンドエロージョン現象の数値的解明

研究課題

研究課題/領域番号 18560180
研究機関東京理科大学

研究代表者

山本 誠  東京理科大学, 工学部, 教授 (20230584)

キーワード流体工学 / 流体機械 / 数値流体工学 / サンドエロージョン / 固気2相乱流 / 圧縮性流
研究概要

サンドエロージョンは,流体中に含まれる微小な固体粒子が壁面に衝突することによって壁面に機械的損傷を与える現象であり,各種流体機械にとって致命的な事故原因となっている.航空用ガスタービン(ジェットエンジン)では,型式承認時に安全性確認のための砂吸い込み試験が課され,一定量の砂を吸い込んでもエンジンが健全に稼動することを実証しなければならない.本研究は,申請者がこれまでに開発してきたサンドエロージョン数値予測プログラムを改良し,航空用ガスタービンの圧縮機動静翼干渉場における3次元サンドエロージョン現象を再現し,その発生原因・物理的メカニズムを数値的に明らかにすることを目的としたものである.平成18年度は現有コードの動静翼干渉場に対する拡張(3次元化および回転座標系に対応するための改修)と開発したコードの検証を実施し,その健全性を確認した.平成19年度は,このコードを用いて,パラメータ・スタディによる現象解明を実施した.本研究により,タービン動静翼干渉場において,ジェットエンジンに吸い込まれた粒子はまず動翼の前縁付近に衝突し,反射した後,動翼の負圧面に再衝突し,遠心力効果により翼先端(ケーシング)方向へ吹き寄せられ,静翼の前縁付近へ衝突して行くという粒子軌道を取ることが明らかとなった.また,衝突時の運動エネルギーが大きい最初の衝突の際に激しいエロージョンを起こすため,動翼前縁付近の機械的損傷がもっとも顕著であり,次いで,多くの粒子が吹き寄せられる動翼後縁付近ケーシング側のエロージョンが激しくなることが示された,

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Sand Erosion Phenomena in Rotor/Stator Interaction of Compressor2007

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Toda and M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. 8th International Sympo. on Experimental and Computational Aerodynamics of Internal Flows I

      ページ: 363-372

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Sand Erosion Phenomena in Square-Section 90 Degree Bend with Linear/Nonlinear RANS Turbulence Models2007

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Inaba and M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. 2007 Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference FEDSM2007-37030

      ページ: 1-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 撹拌槽造粒プロセスにおける固気2相流動た関する数値実験2007

    • 著者名/発表者名
      新谷知紀, 因幡和晃, 山本誠
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 73-736

      ページ: 2403-2409

    • 査読あり
  • [学会発表] タービン静翼におけるサンドエロージョン現象の数値予測2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木正也, 山本誠
    • 学会等名
      日本流体力学会第21回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      秋葉原コンベンションホール
    • 年月日
      2007-12-20
  • [図書] 機械工学便覧α6編「計算力学」2007

    • 著者名/発表者名
      山本誠(共著)
    • 総ページ数
      114-119
    • 出版者
      丸善

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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