ターボポンプインデューサのキャビテーション不安定の非綜型解析

涡轮泵诱导轮空化不稳定性的非综合分析

• 批准号: 00F00285
• 负责人: 辻本 良信
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00285/
• 关键词: キャビテーション; インデューサ; ターボポンプ; 非線形解析; 不安定; ロケットエンジン

H-IIロケットLE-7Aエンジンの燃焼試験において液体水素ターボポンプに軸回転周波数の約0.5倍の周波数の振動が発生した.その後の志村らの実験によりその振動は,ターボポンプインデューサに発生するキャビテーション不安定が原因であり,その不安定現象は軸回転と同方向に伝播するもの(伝播速度比約0.5)であることが明らかとなった.本研究では,その新型の不安定現象の発生原因を特定することを目的として2次元翼列の理論解析を行った.解析方法は,渡邉ら,堀口らがインデューサに発生する旋回キャビテーションなどの研究に用いた特異点法を応用したものを用いた.旋回キャビテーション,キャビテーションサージといったこれまで観察されてきたキャビテーション不安定は,性能曲線の勾配とは無関係に発生する.そのため,キャビティの発達による揚程低下が考慮できないキャビティ後縁閉鎖型のモデルで十分であった.しかしながら,本研究対象の不安定現象はキャビテーション数が低く,揚程が低下したような場合に発生する.そのため,揚程低下が予測できるキャビティの後流部分を考慮したモデルを構築し,解析を行った.まず,本研究で構築したキャビティ後流モデルを用いて定常解析を行った.その結果,実験で見られるような,キャビテーション数の低下に伴い揚程が低下する現象を予測できた.次に,微小振動を仮定した安定解析を行ったところ,これまでのモデルでは得られなかった伝播速度比が約0.5程度の不安定解が得られた.その不安定解の特徴を調べるために様々な条件での詳細な解析を行った.その結果,性能曲線の勾配がキャビティの発達により右上がりとなる領域で,主にその木安定解が得られた.このような解析により,実機エンジンや実験で発生した伝播速度比約0.5の新型の不安定現象は,キャビティの発達による揚程低下によって生じる性能曲線の右上がり勾配が原因であることを明らかにした.

H-II is sensitive to LE-7A temperature and temperature. Liquid water is sensitive to temperature. The cycle number is about 0.5 times that of the cycle number. After the election, the village is in the same direction, the speed ratio is about 0.5, and the speed ratio is about 0.5. The purpose of this study is to analyze the theoretical analysis of the new type of instability, such as the cause of the disease, the specific cause of the disease, the purpose of the two-dimensional wing series. The analytical method is to use the special point method, the special point method. The performance curve is not stable, and the performance curve configuration is not valid. I'm sorry, I'm sorry. In this study, the number of patients is low, and the number of patients is low. In the back part of the test, please analyze the line in the back part. In this study, we use the steady analysis method to analyze the data in this study. The results show that the number of symptoms is low, and the number of symptoms is low. For the second time, the analysis of the stability of the micro-vibration is very important, and the speed of the broadcast is about 0.5%. I don't know how to solve the problem of instability. I don't know how to solve the problem. According to the results of the test, the performance curve shows that the performance curve is in the upper right-hand side of the field, and the main performance curve is stable. The speed of broadcast is about 0.5 times faster than that of the new type of unstable aircraft. the speed of broadcast is about 0.5%. The speed ratio is about 0.5%.

项目成果

Yu.Semenov: "Modeling of various kinds of cavitation instabilities using viscous/inviscid interaction approach"JSME Annual Meeting. (2002)

Yu.Semenov：“使用粘性/非粘性相互作用方法模拟各种空化不稳定性”JSME 年会。

Yu.A.Semenov: "Analytical method of solution of the nonlinear cavity flow problem"Journal of Applied Hydromechanics, (in・Russian) Kiev (Translated into English for International journal of Fluid Mechanics Research Vol.28,No.5,2001,pp.683-691). Vol.2(74),N

Yu.A.Semenov：“非线性腔流问题的解析方法”Journal of Applied Hydromechanics，（俄文）基辅（国际期刊 of Fluid Mechanics Research Vol.28，No.5，2001 年翻译成英文，第 683-691 页）。第 2 卷（74），N

Y.Tsujimoto: "New Cavitation Instabilities in Turbomachineries. Experimental Observation and Mathematical Modelling"International Summer Scientific School. "High Speed Hydrodynamics". (Invited lecture). 11 (2002)

Y.Tsujimoto：“涡轮机械中的新空化不稳定性。实验观察和数学建模”国际暑期科学学校。