| 研究概要 |
軸流圧縮機に発生する旋回失速とサージという2つの非定常現象が同時に発生している場合の圧縮機内部流れ構造と非定常挙動を実験的あるいは数値的に解明することを目的として,詳細な計測実験と数値解析スキームの作成を行った.特に実験では,容積タンクを圧縮機下流側に直列に配備した実験装置を用いて,容積要素が拡大した圧縮機系を実現すると共に,下流側から圧縮波を印加した過渡応答試験を実行した.また,動翼チップ側上流よりノズルを用いて噴流を印加することで,圧縮機の失速を遅延させる技術を応用して,サージと旋回失速との因果関係を調査した.容積要素が拡大した系では,旋回失速とサージは同じ運転条件下で共存し,サージサイクル当たり最大2回のセルが翼間に構成される.失速セルの構成は動作点の位置によって大きく影響され,同時にサージサイクルも多種に変化することがわかった.このサージサイクルを決定する要因を調査するための一つの手段として,Wavelet解析を援用することで,失速セルの回復に伴う翼間内流路プロッケージの減少が圧縮機流量を拡大させて,サージサイクルを支配している機構を明らかにすることができた.従来から独立の事象と考えられてきた旋回失速とサージは,その発生過程において密接に関連していることを示した.噴流の印加によって,従来は安定であると考えられてきた性能曲線の右下がり領域においても不安定が発生することや,安定な運転範囲を10%以上も改善できることも確認し,軸流圧縮機の不安定現象把握に向けて数多くの資料を蓄積することができた.
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