| 研究課題/領域番号 |
25420111
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
池田 敏彦 信州大学, 工学部, 特任教授 (60021010)
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| 研究分担者 |
飯尾 昭一郎 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80377647)
内山 知実 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (90193911)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 水車性能 / 粒子法 / 内部流動 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は水車性能と水流条件との関係解明に注力した。ケーシングやガイドベーンを有する一般的なクロスフローランナが部分負荷特性に優れることに着目して、幅広い落差と流量条件での運転が可能となるエコ水車の実現を目指して、本研究でのランナを開放型のクロスフロー式とした。ケーシングを有するクロスフロー水車に関する研究、実用化は数多く存在するものの、ケーシングを持たない開放型のクロスフロー水車に関してその内部流動現象については、未解明な点が多く残されている。クロスフロー水車の内部流れは気液界面を有するため、その流動様相を実験的に解明することは極めて難しい。そのため、本研究では、粒子法シミュレーションに注目している。同手法はメッシュフリーであり、計算負荷も小さいため、クロスフロー水車の内部流動評価に適している。
開放型ランナはランナに対する水流流入条件（厚み、流速等）により速度三角形が変化するため、ランナ内部の流動現象は水流条件で大きく変化する。また、それとともに水車性能も変化する。これまで実験的に水流条件と水車性能との関係は評価してきたが、肝心の内部流動状況については不明な点が多く残されている。そこで、本年度は水車性能が水流条件で変化する機構解明を目的として、2次元粒子法シミュレーションによる内部流動現象の解明に注力し、水車性能との関係を評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
粒子法によるシミュレーションで内部流動現象と水車性能との関係を評価する当初の目的は達成しており、おおむね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
粒子法によるシミュレーションを継続する。衝動形である開放型クロスフロー水車の性能評価においてブレード面上に作用する圧力情報の算出精度の向上に努めている。圧力情報を精度よく評価できるようになり次第、騒音や振動評価の指針獲得を目指す。
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