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極低温キャビテーション流れの数値解析モデルの開発

低温空化流数值分析模型的建立

基本信息

批准号：
17760129
负责人：
伊賀由佳
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760129/
关键词：
キャビテーション極低温流体ターボポンプ数値解析

项目摘要

研究最終年度である本年度は,日本の液体ロケットエンジンHIIAの酸化剤として用いられている液体酸素に対して,広範囲の温度および圧力条件下において厳密な数学的モデリングを行った熱力学パラメータを数値計算コードへと組み込み,ClarkY11.7%翼形まわりの二次元キャビテーション流れで検証計算を行った.その結果,モデル式の解の存在範囲等の影響により,依然として数値計算コードに不安定性が残ること確認した.また,厳密な熱力学パラメータモデルを用いた極低温流体の数値解析と平行して,簡便な熱力学的効果モデルの検証計算を行った.流れ場には,熱力学的効果の小さい常温水(270K)と熱力学的効果の比較的大きい高温水(340K)における三枚周期平板翼列流れを用いた.その結果,非定常キャビテーションの熱力学的効果の解析における我々の厳密な熱力学モデルの有効性を確認した.一方,極低温キャビテーション流れとの比較のためのターボ機械内部流特性の詳細なデータ取得を目的に,水一空気系の翼列内部において発生する非定常キャビテーションの流動解析を更に進めた.特に,キャビテーションサージ特性に関する研究では,キャビテーションサージ発生時の脈動現象における圧力波伝播のメカニズムについて解明した.さらに,線形理論におけるキャビテーションサージの発生条件式や振動周波数式等の数値解析への適用の有効性について議論した.具体的には,非線形理論におけるキャビテーションの動的特性パラメータを数値解析結果から算出する方法を2つ提案し,そのうち,2つの非線形データのそれぞれの時間平均の差から線形理論における微小変動量を評価する方法が有効であることを見出した.

The final year of the study was this year, when the Japanese liquid was acidified with HIIA, and the liquid acid was used to control the temperature and pressure of the liquid, the thermodynamic calculation of the temperature and pressure of the liquid was carried out. As a result, the existence of the solution of the equation is still affected by the instability of the numerical value calculation. The numerical value analysis of cryogenic fluids in dense thermodynamics is parallel to that in simple thermodynamics. Flow field, thermodynamic effect of small medium temperature water (270K) and thermodynamic effect of large medium temperature water (340K), three periodic flat blade row flow is used. As a result, the thermodynamic properties of unsteady solutions are analyzed, and the thermodynamic properties of unsteady solutions are confirmed. On the one hand, the comparison and analysis of the flow characteristics of the extremely low temperature airfoils show the detailed characteristics of the internal flow characteristics of the machinery. On the other hand, the analysis of the flow characteristics of the airfoils in the water-air system is further improved. In particular, the study of the characteristics of the transmission system is aimed at explaining the pulsations of the transmission system during the generation of the transmission system. In this paper, the linear theory of vibration cycle number equation and other numerical value analysis of the application of the effective discussion. In detail, non-linear theory is used to analyze the dynamic characteristics of the system. The results of numerical analysis are calculated by the method of time average difference.