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2022 年度 研究成果報告書

液体用小型テスラターボマシンの実現

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04916
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関東京大学

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)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードテスラポンプ / マイクロポンプ / 流体粘性 / 流体工学 / ターボマシン
研究成果の概要

液体用ポンプとしての利用を想定したテスラターボマシンの理論解析,CFD解析,実験を行った.最初にCFD解析と理論解析の結果を比較しつつ設計パラメタの検討を行い,ロータの設計指針を得た.次に,ポンプとしての効率改善を目的として,笠形ディスクのアイデアを新たに提案し,その設計指針と効率改善効果を検討した.その結果,特に高流量時に大きな効率改善が得られることを確認した.
さらに,得られた設計指針に基づいて実験装置を新たに製作した.実験の結果,装置全体で最大約22%の圧縮効率及び,PIVを用いたディフューザースクロール内部の2次元流速場可視化計測を達成した.

自由記述の分野

熱流体力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果によって,液体用テスラポンプのロータの最適設計指針,笠形ディスク導入による効率改善,損失低減のカギを握るディフューザースクロール内部の流速場の可視化を達成した.これにより,テスラポンプの先行研究で問題となっていた,実機の効率の低さを解決するための足掛かりが得られたと言え,これらの成果は今後,より高効率なテスラポンプの実現に向けて,非常に有用であると期待できる.

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公開日: 2024-01-30  

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