Development of oil film interferometry applicable to the internal flow of turbo machinery with backward flow and secondary flow

适用于倒流、二次流涡轮机械内部流动的油膜干涉测量技术的研制

• 批准号: 22K03908
• 负责人: 鈴木 康方
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03908/
• 关键词: 流体計測; 翼まわり流れ; はく離流れ; 壁面せん断応力; 光学計測; 境界層流れ; 流体機械

二次元翼周り流れ（レイノルズ数：10の4乗）の風洞実験を行い，新規に整備したレンズ関係部品と高速度カメラにより，干渉縞の間隔が狭く，また干渉縞の連続画像間の変化や移動が速いために高精度な計測が難しい壁面せん断応力の高い箇所でも鮮明な干渉縞画像の取得が可能となった．これにより，干渉縞画像を対象としたPIV解析において翼負圧面の再付着点付近の速度ベクトルの検出率が大幅に向上し，誤ベクトルを低減することができた．その結果，再付着点付近でのOFI計測により算出された局所摩擦抗力係数の値は数値解析結果に近づいた．OFI・PIV同時計測に備えて2022年度に導入した加圧シーディング装置により粒子画像による翼面近傍流れのPIV単独計測を実施したが，境界層内の計測において計測途中である．2024年度に実施予定のボックスファンへのOFI・PIV同時計測の予備検討として，まずボックスファンの羽根車へのOFI単独計測を実施したが，羽根車の回転が高速かつ不安定であり，製品の羽根表面性状等において干渉縞が発生しにくい状態であったため，干渉縞画像の撮影と位相平均処理に困難が生じた．そこで，回転数を低下した条件でモーターやトリガー信号等を交換・改良し，羽根表面に特殊なテープを用いることで，それらの問題を概ね解決できた．未解決の課題は，より高速回転でも明るくより高解像度での干渉縞画像を取得することであるが，原理的にはより高性能な高速度カメラや光源などの装置を用いることで解決が可能である．以上の研究成果の一部をまとめてJournal of Fluid Science and Technologyに投稿し，掲載決定となった．

The wind tunnel of the two-dimensional wing circle flow (number: 10 to 4) is in operation, the new regulation is equipped with the relationship between the parts and the high speed, the interval between the dry lines is narrow, the change between the dry lines and the continuous images is fast, the high precision measurement is difficult, the wall surface is broken, and the high speed of the dry lines is obtained. Therefore, during PIV analysis of dry striped images, the detection rate of objects approaching the re-landing point on the negative pressure surface of the wing has increased significantly, and the number of errors has been reduced. The results of OFI measurement were calculated and analyzed.OFI·PIV simultaneous measurement was carried out in 2022. In the course of measurement in the boundary layer, the OFI and PIV simultaneous measurement in 2024 will be carried out regularly, and the OFI and PIV independent measurement in the feather root vehicle will be carried out. The return of the feather root vehicle will be unstable at high speed, and the surface characteristics of the feather root will be generated. It is difficult to obtain the image of dry color and phase averaging. For example, if the number of returns is low, the signal will be exchanged, and the problem will be solved. Unsolved problems: high speed return, high resolution, dry color image acquisition, principle, high performance, high speed, light source, device application, possible solution. A part of the above research results was submitted to the Journal of Fluid Science and Technology.