渦構造を伴う流れに生じるキャビテーションの挙動特性に関する研究

涡流结构流动空化行为特征研究

• 批准号: 14750119
• 负责人: 渡邉 聡
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750119/
• 关键词: キャビテーション; 隙間流れ; 渦構造; 流体機器; 非定常現象; 翼端隙間流れ; 不安定現象

渦構造が存在する高速流れでは渦心近傍が低圧となり,作動流体が液体の場合には低圧部にキャビテーションが観察されることが多い.本研究では縦渦や横渦などの渦構造の違いとキャビテーションの挙動特性との関係を明らかにすることを目的としており,本年度は特にその対象を横渦に絞り,周囲流れ場とキャビテーション挙動に関する研究を行った.実験では,二重円筒(径100mm,60mm)と2枚の円盤(外径99.5mm,98mm)により形成された軸対称の矩形キャビティ内に,外壁と円盤との間から高速隙間流れを流入させることにより強い横渦流れを実現し,壁面静圧計測,流れの可視化,キャビテーション挙動観察を中心とした実験計測をアスペクト比(長さ/深さ)AR=0.5,1.0,1.5,2.0の4種の矩形キャビティに対して行った.その結果,渦構造そのものに関してはアスペクト比により大きく異なることが判明し,深い矩形キャビティ(AR=0.5,1.0)の場合には安定した強い横渦がキャビティ内に形成されるのに対し,浅い矩形キャビティ(AR=1.5,2.0)の場合には複数の局所的な横渦がキャビティ内を非定常的に対流することが観察された.このことは数値解析によっても確認され,アスペクト比の大きい場合に見られた非常に複雑な渦挙動も精細に模擬された.一方,キャビテーションに関しても渦構造の違いによる影響が明確に現れ,特にアスペクト比が小さく強い安定な横渦が形成される場合には比較的高い周囲圧力において渦中心近傍でキャビテーションが急成長するのに対し,アスペクト比が大きい場合には多数の微小キャビテーション気泡が複数の横渦により支配される流れ場中を対流し,周囲圧力の低下に伴いそれらが結合して大気泡が形成されていく様子が確認された.今後は,画像処理技術等により渦構造とキャビテーションの成長挙動を定量的に明らかにしていく予定である.

The existence of the vortex structure means that the high-speed flow means that the vortex center is close to the low pressure, and the actuating fluid is liquid and the low pressure section means that the vortex center is close to the center.が観看されることが多い. This study is about the relationship between the dynamic characteristics of the vortex and the transverse vortex structure of the vortex.明らかにすることをpurpose としており, this year's は特にその対肖をlateral vortex にtwist, zhou囲流れ场 とキャビテーション猙动に关する Research を行った.実験では, double 円 tube (diameter 100mm, 60mm) and 2 pieces of 円 plate (outer diameter 99.5mm, 9 8mm) により is formed into a rectangular rectangular rectangular rectangular inner wall with an axial axis, and a high-speed interstitial flow flows into the rectangular outer wall. Strong transverse vortex flow, wall static pressure measurement, flow visualization, center pressure measurementをアスペクトratio(lengthさ/depthさ)AR=0.5,1.0,1.5,2.0の4 kinds of rectangular キャビティに対して行った.The result is that the vortex structure of the vortex structure is larger than the rectangular structure of the rectangle AR=0.5,1.0) The situation is stable and strong, the horizontal vortex is formed inside the vortex, and the rectangular shape is shallow.にィ(AR=1.5,2.0)のoccasion には plural bureau なlateral vortex がキャビティ内を irregular に対流 することが観Observationされた.このことはnumerical value analysisによってもconfirmationされ,アスペクト大きいoccasionに见られたveryにFU雑なvortex 挙动もFine simulation, one party, キャビテーションに关してもvortex structure, the influence of the vortex structure is clear, and the influence is clear, and the special にアスペクトIt is stronger than the small one and is stable, and the transverse vortex is formed in the case where it is formed. It is a relatively high pressure force and the center of the vortex is close to the center of the vortex. Rapid growth, large number of occasions, small number of small bubbles, plural horizontal vortex, dominationされる流れ中を対流し, 囲囧力の狠与いそれらが Combined with して大気 bubble が formed されていく様子がconfirmation された. In the future, image processing technology, etc. will be determined based on the quantitative development of the vortex structure and the development of the image processing technology.