| 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, 未来材料・システム研究所, 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 / 圧力 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は二次元MPS法による水車性能シミュレーション結果の精度検証、ブレード表面圧力情報の評価を実施した。実験で得やすい物理量（水流の流入角度、位置、厚み）は実験で評価し、その値の一部を粒子法の境界条件として利用することでシミュレーションの精度向上とその検証を実施した。MPS法では、ランナ回転数を与え、回転数が一定の条件でランナに水流（水粒子）を作用させたときの、ランナ部（検査領域）における水流の角運動量変化からトルクを算出している。これまでは時間平均された速度情報による角運動量を採用していたが、この場合には当初の目的である騒音や振動の評価ができないため不十分である。そこで、計算ステップ毎に得られるブレード表面の圧力分布を積分することで、トルクの時間変動の評価を試みた。粒子数や粒子径をパラメータとして、圧力算出精度を検討したが、パラメータの条件によらずブレード表面圧力分布を積分する方法では正確なトルク情報を得ることはできなかった。任意ブレードの特定の位置に着目し、その点における表面圧力がランナ回転とともに時間的に変化する値を評価したところ、実際には生じ得ない過大な変動圧力が散見された。その際の水粒子の分布状況を調べたところ、水粒子が不自然に弾けていることが確認できた。これは、水粒子と壁粒子との突発的な異常接近によるバースト現象であり、その発生抑制には至らなかったが原因を解明することができた。
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| 備考 |
研究代表者情報
http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.OCfhZhkh.html
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