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。

为了试图通过声激发控制流体振动，目的是减少流体机器中的能量损失并抑制振动和噪声，首先使用空化气泡方法对物体周围的流动模式进行可视化，并使用高速摄像机与最大的摄像机进行详细的摄像机观察到水下喷气流量和蝴蝶阀和机翼周围的流动，并详细观察到蝴蝶阀和机翼。同样，对围绕机翼的流量进行数值模拟以了解流动模式，然后将各种声波排放到水中，以观察流动模式的变化。结果揭示了以下内容：1。在带空化的高速水下射流中，定期释放高度侵蚀的气泡气泡云，并且随着排放压力的增加，放电频率降低，并且频率处于几个KHz的阶段。蝴蝶阀周围的高度侵蚀性涡流空化发生是从蝴蝶阀周期性释放的许多涡流空穴时发生的。机翼周围的升力和阻力波动是由机翼后表面发生的涡流流引起的，阻力的大小及其不稳定的特性尤其取决于后端的形状。 2。证实，使用水下声音发生器将声波排放到水中，并且可以在距源1M的位置获得约130dB的最大声压。当使用特殊处理的水下声音反射器将声波集中在相距约20厘米的位置时，可以获得215 dB的最大声压，但是由于将超紧凑的水下麦克风用作源，因此声压取决于变速箱频率。 3。当高速水下射流用各种波形的各种频率激发时，当水下声波与气泡云的发射频率相同时，气泡云的发射频率受激发声波频率的影响。

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）。