EFD/CFD融合解析による三次元内部流動診断技術の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360085
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 古川 雅人 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30181449)
• 研究分担者: 森 英男 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (70362275) ; 山田 和豊 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (00344622)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 内部流動 / 実験流体力学 / 数値流体力学 / 融合解析

研究概要

DES(Detached Eddy Simulation)解析によるCFD(Computational Fluid Dynamics)結果と非定常壁面圧力計測によるEFD(Experimental Fluid Dynamics)結果とを用いるEFD/CFD融合解析手法を構築することにより,三次元内部流動診断技術を開発した.この流動診断技術を駆使して,遷音速遠心圧縮機羽根車における旋回失速現象および翼先端漏れ渦の崩壊現象,軸流圧縮機動翼列における旋回失速の初生メカニズム,ならびに半開放形プロペラファンにおける非定常渦流れ現象を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Tip Leakage Vortex Breakdown on Unsteady Flow Fields at Near-Stall Condition in a Low-Speed Axial Flow Compressor Rotor with Large Tip Clearance (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., Kikuta, H., Furukawa M.(2)"Unsteady and Three-Dimensional Flow Mechanism of Spike-Type Stall Inception in an Axial Flow Compressor Rotor", Kikuta, H., Iwakiri, K., and Gunjishima, S.
  • 雑誌名: Proceedings of International Gas Turbine Congress 2011 Osaka 巻: No.IGTC2011-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unsteady and Three-Dimensional Flow Mechanism of Spike-Type Stall Inception in an Axial Flow Compressor Rotor (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikuta, H., Iwakiri, K., and Gunjishima, S., Proceedings of International Gas Turbine Congress 2011 Osaka, Paper No.IGTC2011-56, (2011).(査読有) Furukawa M., Yamada, K.(3)"Detached Eddy Simulation of Unsteady Flow Field and Prediction of Aerodynamic Sound in
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011, Paper 巻: No.AJK2011-22079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detached Eddy Simulation of Unsteady Flow Field and Prediction of Aerodynamic Sound in a Half-Ducted Propeller Fan (2011)
  • 著者名/発表者名: Kusano, K., Jeong, J., Yamada, K. and Furukawa, M.
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011, Paper 巻: No.AJK2011-22048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Dual-Layer PSP/TSP System for Pressure and Temperature Measurements in Low-Speed Flow Field (2011)
  • 著者名/発表者名: Moon, K., Mori, H., Ambe, Y. and Kawabata, H.
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011, Paper 巻: No.AJK2011-11020
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Role of Tip Leakage Vortex Breakdown in Flow Fields and Aerodynamic Characteristics of Transonic Centrifugal Compressor Impellers (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., Furukawa, M., Fukushima, H., Ibaraki, S. and Tomita, I.
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME Turbo Expo 2011, Paper 巻: No.GT2011-46253
  • 査読あり
• [雑誌論文] スプリッタ付遠心圧縮機インペラの非設計点における剥離渦流れ構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田和豊, 古川雅人, 福島久剛, 茨木誠一
  • 雑誌名: ターボ機械 巻: 第39巻,第6号 ページ: 332-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Study on Tip Clearance Flow Fields in Two Types of Transonic Centrifugal Compressor Impeller with Splitter Blades (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., Tamagawa, Y., Fukushima, H., Furukawa, M.
  • 雑誌名: Ibaraki, S. and Iwakiri, K., Proceedings of the ASME Turbo Expo 2010, Paper 巻: No.GT2010-23345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unsteady and Three-Dimensional Flow Phenomena in a Transonic Centrifugal Compressor Impeller at Rotating Stall (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwakiri, K., Furukawa, M., Ibaraki, S. and Tomita, I.
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME Turbo Expo 2009 巻: No.GT2009-59516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explanation for Flow Features of Spike-Type Stall Inception in an Axial Compressor Rotor
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., Kikuta, H., Iwakiri, K., Furukawa, M., and Gunjishima, S.
  • 雑誌名: Transactions of the ASME, Journal of Turbomachinery, in print
  • 査読あり
• [学会発表] DESによる軸流圧縮機動翼列の失速発現メカニズムの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜久田啓明,山田和豊,郡司嶋智,原靖典,石飛悠希,古川雅人
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] 開放形プロペラファンにおける翼端渦の三次元流れ構造および非定常挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 草野和也,山田和豊,古川雅人
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] 遷音速遠心圧縮機羽根車の翼端漏れ渦崩壊が内部流れおよび空力性能に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野貴大,福島久剛,山田和豊,古川雅人,茨木誠一,冨田勲
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 軸流圧縮機動翼列の失速点近傍における翼端もれ渦崩壊が非定常内部流れ場に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜久田啓明,山田和豊,郡司嶋智,岡田豪基,原靖典,古川雅人
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 感圧塗料を用いたプロペラファン翼面上の圧力計測技 (2011)
  • 著者名/発表者名: 案部雄一郎,文吉周,川幡宏亮,森英男
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] DESおよびFW-Hの式によるプロペラファンまわりの音圧レベルの予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 草野和也,鄭宰昊,古川雅人,山田和豊
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 米沢市
  • 年月日: 2010-10-31
• [学会発表] 軸流圧縮機における旋回不安定擾乱の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜久田啓明,古川雅人,郡司嶋智,岡田豪基,原靖典
  • 学会等名: 日本機械学会第88期流体工学部門講演会
  • 発表場所: 米沢市
  • 年月日: 2010-10-31
• [学会発表] シングルスプリッタ付き遷音速遠心圧縮機における旋回失速のDES (2010)
  • 著者名/発表者名: 福島久剛,玉川佑介,山田和豊,古川雅人,茨木誠一
  • 学会等名: 日本機械学会第88期流体工学部門講演会
  • 発表場所: 米沢市
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] ターボ機械における内部流動現象のEFD/CFDハイブリッド解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田和豊,古川雅人,喜久田啓明
  • 学会等名: 第3回EFD/CFD融合ワークショップ
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2010-01-25
• [学会発表] 軸流圧縮機における旋回失速初生の大規模DES解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 喜久田啓明,岩切健一郎,古川雅人
  • 学会等名: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2009-12-16
• [学会発表] 感圧塗料を用いた低速流れ場における計測技術の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉本俊純,森英男,内田和徳,田上博明
  • 学会等名: 日本機械学会第87期流体工学部門講演会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-11-07