渦による流体振動の効果的制御に関する研究

涡流有效控制流体振动的研究

• 批准号: 05750155
• 负责人: 祖山 均
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750155/
• 关键词: 渦; 非定常流; キャビテーション; 壊食; 噴流; 弁; 翼; 数値シュミレーション

流体機械におけるエネルギー損失の低減化および振動・騒音の抑制を目的として、音響励起による流体振動の制御を試みるために、まず、物体まわりの流れパターンをキャビテーション気泡法により可視化して最高記録速度40,500コマ毎秒のハイスピードビデオカメラ等により、水中噴射流やバタフライ弁・翼形まわりの流れを詳細に観察し、また、翼形まわりの流れについては数値シュミレーションも行って流れパターンを把握し、次に、水中に種々の音波を発信して流れパターンの変化を観察した。その結果、以下のようなことが明らかになった。1.キャビテーションを伴う高速水中水噴流では、高壊食性キャビテーション気泡雲が周期的に放出され、その放出周波数は吐出し圧力が大きくなるほど小さくなり、その周波数は数kHzのオーダである。バタフライ弁のまわりの高壊食性渦キャビテーションは、バタフライ弁から周期的に放出される渦キャビテーションが数多く合体して生じる。翼形まわりの揚力・抗力変動は、翼型背面に生ずる渦流れに起因し、抗力の大きさおよびその非定常特性は、特に後縁形状に依存している。2.水中音波発生装置を用いて水中に音波を発信し、発信源から1mの位置で最大約130dBの音圧を得ることができることを確認した。特別に加工した水中音波反射板を用いて、約20cm離れた位置に音波を集中すると、最大215dBの音圧が得られるが、なお、発信源に超小型水中マイクロホンを使用しているために、音圧が発信周波数に依存する。3.高速水中水噴流を種々の波形を持つ種々の周波数により励起したところ、気泡雲の放出周波数と同オーダの水中音波を発信すると、気泡雲の放出周波数が励起した音波の周波数に影響される。

Fluid mechanical vibration reduction, vibration suppression, acoustic excitation, fluid vibration control, object vibration reduction, bubble visualization, maximum recording speed 40,500 seconds The jet flow in water is observed in detail, and the wing shape flow is observed in detail. The number of parameters is determined. The sound wave of the jet flow in water is detected. The results are as follows: 1. High speed water jet, high speed water jet. The number of times the food cycle of the food cycle is released is greater than that of the food cycle. Wing shape, lift, drag, vortex, drag, unsteady behavior, and shape dependence 2. The underwater acoustic wave generating device is used to transmit the underwater acoustic wave, and the position of the transmission source is approximately 130dB. Especially, the underwater acoustic reflection plate is processed in the middle of the water, and the acoustic wave concentration is about 20cm away. The maximum acoustic voltage is 215dB. The acoustic wave transmission frequency depends on the acoustic wave frequency. 3. The wave form of high speed underwater jet is affected by the frequency of excitation, the frequency of emission of bubble cloud and the frequency of underwater sound wave.

项目成果

祖山 均: "定常流れ場に置かれた翼形まわりの変動渦流れの数値シュミレーション" 日本機械学会論文集(B編). 60. 446-451 (1994)

Hitoshi Soyama：“稳定流场中翼型周围脉动涡流的数值模拟”日本机械工程师学会会刊（B 版）60. 446-451（1994 年）。