1991 Fiscal Year Annual Research Report
ベ-ンレスディフュ-ザの旋回矢定に対する流動制御の研究
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02650134
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
辻本 良信 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (50112024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鶴崎 展 福山大学, 工学部, 助教授 (60112025)
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| Keywords | 流体機械 / ベ-ンレスディフュ-ザ / 旋回矢定 / 能動制御 |
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| Research Abstract |
先ず最初に,ディフュ-ザ壁面の境界層の果たす役割を調べるために種々の壁面位置から境界層吸込みを行なった。その結果,吸込みによる主流流量減少に伴ない初生流量はかえって増加した。このことは境界層内の逆流による従来の説明な十分でないことを意味している。
次に、ディフュ-ザ内の流れの二次元非粉性非線型解析を行なった。その結果,低流量時において羽根車からの流出渦がディフュ-ザ内で一定の配列をなすとき,旋回矢定に似た流動パタ-ンがあらわれるが,その発生条件(初期条件が発生流量域)が実験的に通常見られる旋回失定に比べてかなりきびしく,壁面応力を考慮すると不安定が生じないことなどから通常見られる旋回失定と別の現象でないかと考えている。
前述の試みからはディフュ-ザの旋回矢定の発生機構を明らかにする事はできなかったが,次の旋回矢定を動的に制御することにより,旋回矢定におけるエネルギバランスを調べた。その制御方法は,旋回矢定によるディフュ-ザ入口の圧力変動を存知し,ディフュ-ザ入口の数が所から圧力変動の位相と関係させた変動流を加えるものである。変動流の位相により旋回矢定の周波数成分は増大する場合と減少する場合があるが,最適な位相に設定すると旋回矢定の周波数成分はほぼ完全に消失した。制御下の変動速度場を熱線流定計で計測した結果,ディフュ-ザ内全体で旋回矢定に特有の定度変動のパタ-ンが消滅している事が確認された。これは旋回矢定の擾乱と変動流による擾乱の絶型的重ね合せによる旋回矢定が消滅したのでなく,変動流が旋回矢定の流れ場に非線型的な影響を与えている事を示している。変動流の排除仕事と旋回矢定による影響を与えている事を示している。変動流によりディフュ-ザ内の流れからエネルギをうばう場合に振幅が減少する事を示し,旋回矢定の励振エネルギ,消散エネルギと振幅の定量的関係を示した。
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