堰の水膜振動特性と低周波騒音の予測法に関する研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21560234
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 長嶺 拓夫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00323379)
• 研究分担者: 森 博輝 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50451737) ; 佐藤 勇一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30134828)
• キーワード: 流体関連振動 / 自励振動 / 低周波騒音 / 不安定振動 / 越流

研究概要

申請者は実験装置を製作し、落下時の水膜の形状を高速度カメラにより撮影し、水膜の背後空間に発生する変動圧力は低周波騒音計を用いて計測している。その結果、落下時における水膜の形状には、落下時間と一定の規則性があることを明らかにすることができた。これにより、発生する低周波騒音の振動数の絞込みが可能となった。さらに、圧力の発生源が落下地点にあると考え、落下時に発生する圧力を、落下距離を水膜の幅方向に変化させることにより、抑制する方法を考案し、その有効性について検討し、有効性を確認することができた。現在は水膜とその近傍の空気の流れを高速度カメラにより撮影し、その挙動の可視化を行っている。理論解析については計測した落下水膜の衝突時の水膜形状および空間の圧力変動により,その物理モデルを構築している。現在、水膜の落下高さ、流量、落下速度等をパラメータとして計測データを整理し、その結果を基に、解析を実施している。また、この理論解析結果と実験結果から落下水膜と空間内圧力変動の相互作用による水膜振動の発生圧力のフィードバック機構のメカニズムを検討している。