ダクト内噴流による昇圧力と速度分布の実験的・数値的解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650194
• Research Institution: Kogakuin University
• Principal Investigator: 水野 明哲 工学院大学, 工学部, 教授 (80133320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 光太郎 工学院大学, 工学部, 助教授 (80252625) ; 雑賀 高 工学院大学, 工学部, 教授 (20146731)
• Keywords: 管内流 / 噴流 / 昇圧力 / 速度分布 / トンネル換気 / 安全 / 運動量保存則 / 乱流混合

Research Abstract

自動車トンネルの換気のために、トンネル内に傾斜噴流を吹き込む方式は、昇圧力を生じる反面、車両走行を妨害する可能性も起こる。これを解明するため、30分の1スケールの模型を制作し、さまざまなパラメータで昇圧力と速度分布を測定し、その特性を整理することにより、トンネル換気設備設計のための基本的な事項を把握しようとするものであった。
昨年度は、装置の製作と、基本的なパラメータによる測定を行い、傾斜噴流の特性の概要を把握することができた。
本年度は、ガイドベーンの形状をさまざまに変えることで、車道空間への噴流の影響や、昇圧力に及ぼす影響などについて詳細な実験を行った。とりわけ、車道空間にガイドベーンが突出しない、フラットタイプと称する形状について詳細な実験を行った。測定は、ダクトに沿う側面に等間隔に空けられた測圧孔の圧力を精密微差圧計により測定することで、軸方向の圧力分布を測定し、噴流による昇圧力を算出する一方で、レーザー流速計により断面の速度分布を高精度に計測した。
実験の結果、30度の傾斜角でも、噴出し口面積を等価としたフラットタイプのケースについて、十分な昇圧力と天井への付着が見られ、実用的に有望な方向であると判断された。