管群構造物における音響共鳴現象の発生メカニズムの解明と防止設計法への応用

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560222
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 濱川 洋充 大分大学, 工学部, 准教授 (30243893)
• 連携研究者: 西田 英一 湘南工科大学, 工学部, 教授 (70410032) ; 林 秀千人 長崎大学, 工学部, 教授 (10173022)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 音響エネルギー / 流体関連振動・騒音

研究概要

発電所の大容量ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本研究では,実機ボイラの二次元相似模型を用いて,様々な配列の管群内の渦放出特性と本現象の発生特性を実験的に解明した.これらの結果に基づき管群内の渦の同期性に着目した気柱共鳴現象の新しい発生予測パラメータを提案し,実験的に検証するとともに発生予測に利用できることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Vortex Shedding from Tube Banks with Closely Mounted Serrated Fin (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 村岡功一, 西田英一, 深野徹
  • 雑誌名: Journal of Environment and Engineering Vol.6, No.1 ページ: 69-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Cavities inside Tube Banks on Acoustic Resonance (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 宮城英伸, 西田英一
  • 雑誌名: Journal of Thermal Science Vol.19, No.1 ページ: 67-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気柱共鳴現象に及ぼす格子配列円管群内のキャビティの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 宮城英伸, 西田英一, 深野徹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 76巻764号B編 ページ: 580-587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Fins on Vortex Shedding Noise Generated From a Circular Cylinder in Cross Flow (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, Y.Kouno, E.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting FEDSM/ICNMM2010-30290 ページ: 1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Modeling Method of Vortex Shedding Synchronization in Heat Exchanger Tube Bundles (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Nishida, H.Hamakawa, Azim Arshad
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting FEDSM/ICNMM2010-30917 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Acoustic Resonance Phenomenon on Fluid Flow with Light Dust (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, A.Arshad, M.Oota
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science ページ: 333-338
• [雑誌論文] Vortex Shedding from Trailing Edge of Rotating Blades of Axial Flow Fan (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, T.Moritake, J.Okazaki, T.Nakamura
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science ページ: 104-109
• [雑誌論文] Vortex Shedding from a Fin Tube with Helical Strakes (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, M.Ando, Y.Kouno, Y.Ito, R.Kamo, T.Fukano, E.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science ページ: 175-180
• [雑誌論文] 密なセレイティッドフィン付き千鳥配列円管群からの渦放出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 村岡功一, 西田英一, 深野徹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 75巻755号B編 ページ: 1428-1435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flow Induced Acoustic Resonance in Tube Banks with Cavities (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 宮城英伸, 西田英一
  • 雑誌名: Proceedings of 13th Asia Pacific Vibration Conference, Christchurch, New Zealand Paper No.16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Cavities inside Tube Banks on Acoustic Resonance (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 宮城英伸, 西田英一
  • 雑誌名: Proceedings of 9th International of Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows Paper No.5D-1
• [雑誌論文] ボイラにおける気柱共鳴現象と渦放出に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 松江弘人, 左少亮二, 西田英一, 深野徹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 74巻747号B編 ページ: 2236-2343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vortex Shedding from A Circular Cylinder with Spiral Fin (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, K.Nakashima, T.Kudo, E.Nishida, T.Fukano
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.3, No.6 ページ: 787-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acoustic Resonance and Vortex Shedding from Tube Banks of Boiler Plant (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 松江弘人, 西田英一, 深野徹
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.3, No.6 ページ: 805-813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study of Heating Fluid between Two Concentric Cylinders with Cavities (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, H.Mori, M.Iino, M.Hori, M.Yamasaki, T.Setoguchi
  • 雑誌名: Journal of Thermal Science Vol.17, No.2 ページ: 175-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Noise generated from Small Wind Tunnel (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Hamakawa, K.Nakashima, H.Matsue
  • 雑誌名: Proceedings of the Second Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science, Luoyang, China ページ: 122-126
• [学会発表] フィン付き円柱から発生する空力音と後流渦との関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 河野有児, 西田英一
  • 学会等名: 流体工学部門講演会講演論文集,No.10-16
  • 発表場所: 山形大学工学部
  • 年月日: 2010-10-31
• [学会発表] 流れ方向に密な格子配列管群からの渦放出と音響共鳴現象に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, Azim Arshad, 西田英一
  • 学会等名: 流体工学部門講演会講演論文集,No.10-16
  • 発表場所: 山形大学工学部
  • 年月日: 2010-10-31
• [学会発表] フィン付き円柱からの渦放出音に及ぼす螺旋状側板の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤祐貴, 濱川洋充, 西田英一
  • 学会等名: 徳島講演会講演論文集,No.105-2
  • 発表場所: 徳島大学工学部
  • 年月日: 2010-10-16
• [学会発表] 流れ方向に密な格子配列管群からの渦放出と気柱共鳴現象との関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田圭亮, 濱川洋充, 西田英一
  • 学会等名: 徳島講演会講演論文集,No.105-2
  • 発表場所: 徳島大学工学部
  • 年月日: 2010-10-16
• [学会発表] フィン付き円柱周りの流れ場と空力音との相関計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河野有児, 濱川洋充, 西田英一
  • 学会等名: Dynamics & Design Conference 2010, A22-266
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 気柱共鳴現象と渦放出に及ぼす格子配列管群の管ピッチ比の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 岩槻篤史, Azim Arshad, 西田英一
  • 学会等名: Dynamics & Design Conference 2010, A22-267
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 管群気柱共鳴における渦放出同期化現象のモデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 西田英一, 濱川洋充, Azim Arshad
  • 学会等名: Dynamics & Design Conference 2010, A22-268
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 渦放出に及ぼす格子配列円管群内のキャビティの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 宮城英伸, Azim Arshad, 西田英一
  • 学会等名: 第20回環境工学総合シンポジウム2010講演論文集,No.10-15
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-06-27
• [学会発表] 気柱共鳴現象発生時の密な格子配列管群からの渦放出に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: Azim Arshad, 濱川洋充, 西田英一
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第63期総会講演会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] フラットフィン付き円柱から発生する渦放出音に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河野有児, 濱川洋充, 西田英一
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第63期総会講演会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] 気柱共鳴現象に及ぼす格子配列管群の抗力方向管ピッチ比の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 若槻篤史, Azim Arshad, 西田英一
  • 学会等名: 第29回流力騒音シンポジウム
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] フィン付き円柱から発生する渦放出音に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 薬真寺敦, 近藤正幸, 濱川洋充, 西田英一, 深野徹
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] フィン付き円柱から発生する渦放出音に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 河野有児, 西田英一, 深野徹
  • 学会等名: 日本機械学会2009年年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 気柱共鳴現象に及ぼす格子配列管群の管ピッチ比の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, Azim Arshad, 若槻篤史, 西田英一
  • 学会等名: 日本機械学会Dynamics and Design Conference 2009
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-08-07
• [学会発表] 直交流中のフィン付き円柱から発生する空力音に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 近藤正幸, 西田英一, 深野徹
  • 学会等名: Dynamics & Design Conference 2008
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 気柱共鳴現象発生時の管群からの双子渦放出に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 若槻篤史, 末廣聖子, 西田英一, 深野徹
  • 学会等名: Dynamics & Design Conference 2008
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] フィン付き円柱から発生する渦放出音に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱川洋充, 薬真寺敦, 西田英一, 深野徹
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-04