衝撃波を伴う遠心ディフューザ内流れのレーザ計測

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遠心圧縮機の羽根車を高速で回転すれば単段で高い圧力比を得ることができるが、羽根車やディフューザへの相対流入速度は音速を超える。本研究は、小弦節比円形翼列ディフューザの翼列への流入マッハ数および流入角を広い範囲変化させて、翼表面および翼間側壁面の圧力分布を詳細に計測して衝撃波の挙動や構造を調べるとともに、半導体レーザ2焦点流速計(DL2F)を用いてディフューザ内部の流れを詳細に計測して衝撃波を含む流動状況を把握するとともに、圧力分布計測結果と比較して、設計のための基礎資料を得ようとするものである。得られた主な知見は以下の通りである。1.レーザ測定用観察窓、翼表面および翼間側壁面静圧孔、さらにはディフューザ入口と翼列喉部の変動圧力測定孔を有する翼列ディフューザを設計・製作した。2.ディフューザへの流入マッハ数および流入角を広い範囲に変化させて翼面および翼間の圧力分布を詳細に計測し、流入状態と衝撃波の位置、構造や強さとの関係を調べた。3.ディフューザ入口すなわち羽根車出口の変動圧力と喉部の変動圧力の周波数解析を行った結果、翼列喉部における圧力変動のピーク周波数は羽根車出口のピーク周波数と一致するが、失速限界近傍で変動は大きくなるもののそのピーク周波数がなくなることを確認した。4.DL2Fでの計測においては、低データレートなどいくつかの問題点はあるものの、流速計測が十分可能であることを確認した。5.チョーク流量、最高効率点およびディフューザ失速限界運転状態でのディフューザ内の速度をDL2Fで計測して、流れの非定常性が大きいことを確認した。