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本研究は、遷音速流動における衝撃波と境界層の非定常干渉と、流れの三次元性との関係を明らかにすることを企図するもので、本年度の研究成果と、それに基づく次年度の研究計画は以下のように要約される。
1.遷音速流動試験装置内に翼形、弦節比、スロート・ピッチ比、アスペクト比の異なる4種のタービン翼列を設置し、翼列前後の圧力比を変えて衝撃波を発生させ、境界層との干渉によって生じる振動の様子をシュリーレン光学計測とイメージセンサーとを併用して測定し、振動の発生する条件および振動周波数の大きさを求めた。
2.振動周波数を種々の代表寸法と代表速度で無次元化することにより、周波数の大小を決定する因子を探したが、二次元的要因では合理的な説明がつけられないことが判明した。
3.2種のタービン翼列について、翼列後方の全圧分布を小型あつりょくセンサーを用いて三次元的に測定した結果、二次流れに起因する強い三次元性が見い出され、三次元性の強いほうが振動周波数が小さくなることがわかった。
4.上記の結果に基づき、流れの三次元性を表すパラメタとしてタービン翼列の設計に用いられる二次損失係数を選び、翼弦長とスロート部の音速で無次元化した周波数との関係を、4種のタービン翼列について調べた結果、両者には一定の相関関係があることがわかった。
5.この結論を確認するために、引きつづき、二次元的形状を相似に保ち、アスペクト比のみ異なる翼列試験を計画している。
6.数値シミュレーションにより、衝撃波と境界層の非定常干渉による振動周波数を計算するプログラムを作成中である。
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