2010 Fiscal Year Annual Research Report
キャビテーション翼列における局所非定常流動構造の解明と数値解析モデル構築
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21686019
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
渡邉 聡 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (50304738)
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| Keywords | キャビテーション / 翼列 / ターボポンプ / 非定常流 / 数値流体力学解析 |
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| Research Abstract |
本研究では,キャビテーション流れにおける非定常流動構造の解明と詳細データベースの構築およびキャビテーションCFD(数値流体力学)モデルの考案を最終目標としている.以下に,今年度のそれぞれの研究成果を述べる.
1.翼および翼列のキャビテーション流れにおける非定常流動構造
静止翼列のキャビテーション流れについて,ソリディティ2.0,1.0,食違い角75゜の減速平板翼列を対象に,高速度ビデオ撮影と圧力変動計測を実施した.特に,高速度ビデオ撮影においては画像の良質化と画像処理法の最適化を図り,キャビティの非定常挙動をより明確に抽出することが可能となった.
また,周囲流れ場とキャビティの非定常挙動の関係を明らかにすることを目的に,単独翼(Clark Y翼形)周りの時間平均圧力分布の計測と,翼上下流の圧力変動計測,高速度ビデオ撮影を同時に行った.これにより,キャビティの大規模な非定常性と翼周りの圧力分布ならびに圧力分布から算定した揚力特性の関係が明らかとなった.
2.非定常キャビテーション流れの粒子画像速度計測法(PIV)
非定常キャビテーションの代表としてオリフィス噴流の渦キャビテーションを対象に,その周囲流れ場を高出力パルスレーザーおよびCWレーザーを用いたPIV計測により計測した.撮影画像において,輝度等によりキャビティと粒子を分離した上で後処理を実施することにより,キャビティ周囲の液の流れを計測することが可能となった.
3.キャビテーションCFD解析とモデルの検討
1.において周囲圧力分布やキャビティ形状の定量的データが取得された単独翼を対象に,商用CFDコードを用いたキャビテーション流れ解析を行った.その結果,特にキャビティの非定常性の強い条件下での解析は困難であり,乱流・キャビティモデルを含めたモデルの検討のみならず,適切な境界条件を検討・設定する必要性が示唆された.
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Research Products
(3 results)
