| 研究課題/領域番号 |
26289055
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
井上 剛志 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70273258)
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| 研究分担者 |
安達 和彦 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30243322)
神谷 恵輔 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50242821)
高木 賢太郎 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (60392007)
安藝 雅彦 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60560480)
内海 政春 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙輸送ミッション本部, 研究員 (60727634)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 振動解析・試験 / 推進・エンジン |
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| 研究実績の概要 |
下記の課題に関して実施した．
実績Ⅰ-１．RD流体力の理論モデル構築：実機ターボポンプ(LE7A)の既存実験データ（時刻歴）の解析を行い，特徴をまとめ，RD流体力を調べる条件の洗い出しを行った．これらを基に，重要度で優先順位を付け，今年度は軸の軌道(オービット)の中心位置はそのままで円軌道をする場合を選び，その振幅の依存性を考慮した非線形解析手法を構築した．これは従来理論では一切考慮されておらず，初めて解析されたものである．
実績Ⅰ-２．シールに関するRD流体力のCFD解析：CFDソフトウェアを導入し，実験を模擬する数値解析データを取得して実績Ⅰ-１の成果と比較検討を行った．
実績Ⅱ：流体要素を持つロータ系振動の数値解析手法の構築：課題Ⅰで構築した軸シールの非線形RD流体力を考慮した解析コードを構築した．
実績Ⅲ- １．流体要素を組み込んだロータダイナミクス試験装置設計と製作：代表者の所属機関(名大)に設置するモータ駆動のロータダイナミクス試験装置を設計した．各種の流体要素を取り外し・組み込み可能な設計とし，作動流体は常温の水を用いRD流体力の作用を調べるようにし，モータ駆動で軸受支持とし，センサで流体要素近傍で変位計測するように基本的設計諸元を検討した．しかしこの部品購入については一部費用が足らず，途中までの製作をすすめたが今年度の完成は断念した．
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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
設置する予定の実験装置の設計が当初の予定よりも困難であり，そのため，サイズ，要求事項ともに大きくなった．それに伴い，基本部品のコストが大幅に増え，装置製作に必要な部品を全てそろえることができなかった．また，実験装置の変形量の想定より大きくなりそうで測定結果にも大きく影響を与えそうなため，その問題を克服するように基本設計から再度検討する必要が出た．そのため方針を変更し，初年度は実験ではなくCFDを用いた流体解析を実施し，実験を代用する模擬実験データを取得した．
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度は下記の課題に関して実施する計画である．
課題Ⅰ．RD流体力の理論モデル構築と計測：初年度に検討した項目の優先順位で年度毎に RD流体力の理論モデル拡張と構築を進める．同時に，課題Ⅱ，Ⅲの結果に応じて柔軟にこの優先順位変更と全体的な計画見直しも行う．
課題Ⅱ：RD流体力を考慮したロータ系の理論解析コード開発と最適設計組み込み：課題Ⅰの各流体要素のRD流体力を組み込んだ解析コードの構築を順次進める．
課題Ⅲ．流体要素を組み込んだロータダイナミクス試験装置（名大）を用いた実証実験：流体要素としてインペラ，シール，インデューサを取り付け（1年毎に順次交換して実施予定），流体要素近傍の変位（変位センサ）を計測してRD流体力の作用の実証実験を行う．また軸受外輪にピエゾを組み込み，軸受反力の測定を行う．
さらには，26年度に実施できなかった点として，代表者の所属機関に設置する予定の実験装置の基本部品の選定と購入を行い，実験装置の変形量を小さくできる基本設計を実施する．並行してCFD解析もさらに進め，CFD解析と実験の両面を相補的に行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
設置する予定の実験装置の設計が当初の予定よりも困難であり，そのため，サイズ，要求事項ともに大きくなった．その部品の一部であるポンプについてはさらに検討を必要とすることと，初年度の予算では購入できない高額なものとなったため，本年では使用せずに次年度に使用することとした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
実験装置用のポンプを，次年度の予算と合わせて購入を検討する．
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