遷音速円形翼列の非定常流特性

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ターボ圧縮機の圧力化が単段で4を越えると,ディフューザへの流入流れは超音速となり,翼付きディフューザでは当然衝撃波が避けられない。小弦節比円形翼列ディフューザは,このような超音速流れ状況下でも,広い流入角の範囲にわたって圧力回復率が良好であった。本発明では,衝撃波が発生する円形翼列翼間ならびに翼列入口羽根なし部すなわち羽根車出口部の圧力分布の時間変化を詳細に計測して,回転する羽根車と円形翼列の相互干渉を調べるとともに,衝撃波の挙動,ならびにディフューザ失速あるいはサージングと翼列に流入する流れの非定常流れとの関係を明らかにし,小弦節比円形翼列ディフューザ設計の基礎試料を提供し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.これまでの実験結果を参考に,円形翼列部および羽根車出口部に周波数応答性の高い圧力センサを設けるとともに,パソコンをベースとする1MHz(125kHz×8チャンネル)同時計測可能な高速多チャンネル圧力データ収録システムを開発した。2.得られた圧力データについては,平均値,ms値に加え,スペクトル解析,回転羽根車に相対的な平均化処理,フェルタリング処理などパソコンベースのデータ処理システムを開発した。3.円形翼列と羽根車の翼通過とともに衝撃波の位置および強さの変化が大きく,円形翼列と羽根車との翼列干渉か強い。4.低流量域では低周波数成分の脈動が翼列入口部の極めて狭い領域に生じ,その領域は流量の減少とともに上流に移動する。低周波数脈動の原因は旋回失速あるいは二次流れによるものと推察される。また,この現象はディフューザ失速ひいては圧縮機のサージングと関連する。