ターボ機械に生じる交互翼キャビテーションの準3次元理論解析

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ターボ機械に生じるキャビテーション(シートキャビテーション)の準3次元解析のための理論解析モデルを構築し,最近になってそのプログラム化に成功した.ヘリカル形状のインデューサに対して解析を行ったところ,交互翼キャビテーション解を得るに至った.その結果,等長キャビテーション時に,翼端のキャビティが翼ピッチの約65%に達すると,翼端部から交互翼キャビテーションが発生することが判明した.また,2次元解析の結果と比べて,交互翼キャビテーションが発生するキャビテーション数の領域では,等長キャビテーションのキャビティ長が長くなり,それに伴って交互翼キャビテーションが発生するキャビテーション数がより大きい側へシフトすることが明らかになった.この原因は,主に子午面流線が外側に移動することによって生じる翼列形状の変化によるものと考えられる.キャビティ形状を実験のものと比較すると,特に交互翼キャビテーション時のキャビティ形状が実験のものと異なるように思われた.実験では交互翼キャビテーション時には,長いキャビティと短いキャビティが存在する流路の流れが異なるものと思われるが,速度を周方向に平均化して回転流面を求める本解析ではこの差異を考慮できない.これが上記の不一致の原因のひとつになっているのではないかと考えられる.本解析結果を実験結果とより一致させるためには,子午面流線の間隔の変化を考慮すればよいと考えられるが,これは今後の課題にしたい.また,斜流ポンプなどに対する解析を行い,本解析モデルの妥当性や適用範囲について今後検討していく予定である.