再使用型液体ロケットターボポンプに向けて-極低温キャビテーションの数値解析-

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21760118
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 伊賀 由佳 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (50375119)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 混相流 / キャビテーション

研究概要

液体ロケットに搭載されている液体水素・酸素ターボポンプは,超高馬力かつ小型軽量化がなされており,ターボポンプ入口部では,キャビテーションが不可避的に発生する.キャビテーションは,その非定常振動がポンプシステムと干渉することにより,「キャビテーション不安定現象」へと変化し,ポンプの性能低下や破損を引き起こす恐れがある.本研究課題では,液体ロケットの再使用化を目指し,極低温環境下におけるキャビテーション不安定現象およびキャビティ気泡崩壊の数値解析手法の確立を目指す.

研究成果

• [雑誌論文] Thermodynamic Effect on Subsynchronous Rotating Cavitation and Surge Mode Oscillation in a Space Inducer (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki YOSHIDA, Hideaki NANRI, Kengo KIKUTA, Yusuke KAZAMI, Yuka IGA, Toshiaki IKOHAGI
  • 雑誌名: Journal of Fluids Engineering, Trans. ASME 巻: Vol.133 ページ: 061301-1-061301-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Nonspherical Bubble Collapse Behavior and Induced Impulsive Pressure during First and Second Collapses near the Wall Boundary (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoya OCHIAI, Yuka IGA, Motohiko NOHMI, Toshiaki IKOHAGI
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 巻: Vol.6 No.6 ページ: 860-874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Prediction of Cavitation Erosion Intensity in Cavitating Flows around a Clark Y 11.7% Hydrofoil (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoya OCHIAI, Yuka IGA, Motohiko NOHMI, Toshiaki IKOHAGI
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 巻: Vol.5 No.3 ページ: 416-431
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱力学的効果が合同期旋回キャビテーションとサージモード的振動に与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田義樹, 南里秀明, 菊田研吾, 風見佑介, 伊賀由佳, 井小萩利明
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 巻: Vol.76 No.762 ページ: 179-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱力学的効果が亜同期旋回キャビテーションに与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田義樹, 南里秀明, 菊田健吾, 風見佑介, 伊賀由佳, 井小萩利明
  • 雑誌名: 宇宙航空研究開発機構研究開発資料 巻: JAXA-RM-09-005 ページ: 1-8
• [雑誌論文] Thermodynamic Effect on Rotating Cavitation in an Inducer (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki YOSHIDA, Yoshifumi SASAO, Mitsuo WATANABE, Tomoyuki HASHIMOTO, Yuka IGA, Toshiaki IKOHAGI
  • 雑誌名: Journal of Fluids Engineering 巻: Vol.131 No.9 ページ: 091302-1-091302-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence Mechanism and Oscillation Characteristics of Pulsation Phenomenon Arising in Cavitation Surge in Cascade (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka IGA, Kei HASHIZUME, Yoshiki YOSHIDA, Toshiaki IKOHAGI
  • 雑誌名: Journal of Environment and Engineering 巻: Vol.4 No.3 ページ: 524-538
  • 査読あり
• [学会発表] 非定常キャビテーション流れ解析における境界条件の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 能見基彦, 井小萩利明, 伊賀由佳
  • 学会等名: キャビテーションに関するシンポジウム(第15回)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-11-23
• [学会発表] Numerical Analysis of First and Second Collapse Behavior of a Bubble near Wall Boundary (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoya OCHIAI, Yuka IGA, Motohiko NOHMI, Toshiaki IKOHAGI
  • 学会等名: The 7th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2010)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] 壁面近傍での非球状気泡崩壊挙動に関する一考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 落合直哉, 伊賀由佳, 能見基彦, 井小萩利明
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2010-10-31
• [学会発表] Study of Droplet Impingement Phenomena by Fluid/Solid Coupled Simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirotoshi SASAKI, Yuka IGA, Toshiaki IKOHAGI
  • 学会等名: Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC2010)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] A Detailed Observation of Hydrofoil Cavitation and a Proposal for Improving Cavitation Model (2010)
  • 著者名/発表者名: Motohiko NOHMI, Naoya OCHIAI, Yuka IGA, Toshiaki IKOHAGI
  • 学会等名: ASME 2010 Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: Canada
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Numerical Analysis of Control of Cavitation Instabilities in Tandem Cascade (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuka IGA, Yoshiki YOSHIDA
  • 学会等名: Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2010 (AJCPP2010)
  • 発表場所: Miyazaki, Japan
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] Influence of Inlet and Outlet Pipe Length on Cavitation Surge (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka IGA, Yoshiki YOSHIDA, Toshiaki IKOHAGI
  • 学会等名: 9th International Symposium on Advanced Fluid Information and 6^<th> International Symposium on Trasdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI 2009)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2009-11-05
• [学会発表] Numerical Investigation of Thermodynamic Effect on Unsteady Cavitation in Cascade (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka IGA, Naoya OCHIAI, Yoshiki YOSHIDA, Toshiaki IKOHAGI
  • 学会等名: The 7^<th> International Symposium on Cavitation (CAV2009)
  • 発表場所: Michigan, USA
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] A Study of Propagating Speed of Rotating Cavitation Based on Numerical Analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka IGA, Yoshiki YOSHIDA
  • 学会等名: 2009 ASME Fluids Engineering Conference (FEDSM2009)
  • 発表場所: Colorado, USA
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] 翼列に発生するキャビテーション不安定現象の数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊賀由佳
  • 学会等名: 日本混相流学会, 混相流流れのダイナミクス分科会&濡れ性と混相流分科会研究会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-07-20