熱音響自励振動における管の曲率とスタック挿入位置の最適化による進行波成分の増幅

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令和４年度は，曲率半径の小さい曲がり管を用いて実験装置を構築し，令和３年度に製作した出力のより高いエンジン部を用いて，熱音響自励振動の発生実験を行った．これまでのところ，曲率半径の小さい曲管で構成されるループ管内に発生する熱音響自励振動は，その振幅がスタックを含むエンジン部の接続位置に大きく依存するだけでなく，全長やエンジン部の出力にも大きく依存することを実験により明らかにした．曲率半径の大きい曲がり管を用いた場合と比べ，振幅が顕著に大きくなる場合がある一方で，自励振動に含まれる進行波成分の割合は低下することが明らかになった．直管部における中央部つまり曲がり管に対して対称な位置から，両熱交換器の高温側が曲がり管により近くなる位置にエンジン部を配置することにより，全長やエンジン部の出力によらず，オーバーシュートを伴う増幅と減衰を不規則に繰り返す間欠的な自励振動が発生することが分かった．間欠的な振動は，いつまでも定常的な振動に移行しない場合もあれば，時間の経過とともに定常振動に移行し飽和する場合もあることが分かった．また，更に高温側を曲がり管に近づけることにより，自励振動は2次振動モードで飽和することが分かった．これら実験と並行し，令和４年度および令和３年度にそれぞれ用いた曲率半径の異なる曲がり管と比べて，曲率半径が丁度中間となる曲がり管の製作を進め，新たな実験装置の構築を進めた．本研究では，管の曲率とスタックの挿入位置に着目し，より多くの進行波成分を含む熱音響自励振動を発生させる新しい方法を明らかにする．