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軸流タービンの高負荷化に関する研究

本テーマでは,転向角160°の超高負荷タービン翼を対象として,その直線翼列モデルの内部流れの詳細を実験的および数値解析的手法により解明する研究を行っている。さらに超高負荷タービン円環翼列の単段の小型試験装置を製作し,それを用いて負荷性能を評価する実験を行っている。

 
 
■超高負荷タービン直線翼列試験装置
 
   
■オイルフロー(実験)   ■流跡線と圧力分布(CFD)   ■流線(CFD)

■超高負荷タービン直線翼列前縁付近の流れ

 

■超高負荷タービン円環翼列試験装置

 

軸流タービンのトランスピレーション冷却に関する研究

タービン翼のトランスピレーション冷却では,多孔質材料により形成された翼の表面から冷却空気が浸み出し,それが翼面を覆うことにより高温ガスから翼を保護する。本テーマでは,多孔質材料で形成された直線タービン翼列流路内の流れを,CFDにより解明する研究を行っている。

 

■トランスピレーション冷却

 
 

■温度分布と翼面流跡線

 

遠心圧縮機の超小型化に関する研究

本テーマでは,超小型ガスタービンのサイクル成立を可能にする超小型遠心圧縮機の開発を目的に,最終寸法の6倍モデル(外径24mm)の二次元翼遠心羽根車に対して数値解析的手法により内部流れを解析し,二次流れや損失生成機構を解明する研究を行っている。

 

■マイクロガスタービン構想図

 

遠心圧縮機のサージングの制御に関する研究

遠心圧縮機の運転において,流量を設計点から低下させると旋回失速やサージングなどの不安定現象が生じる。本テーマでは,羽根車下流のスクロール出口付近の作動流体の一部を抽気し,バイパス管により再循環させ,羽根車入口へ吹込むことにより,サージング発生流量を制御する研究を行っている。

 

■吹込みシステムを搭載した遠心圧縮機

 

■多色油膜法によるディフューザ内の流れの可視化

 

ラジアルタービンに関する研究

本テーマでは可変ノズル機構を有する車両用ターボチャージャの広作動域での性能向上を図ることを目的に,ラジアルタービン内部流れの挙動,およびそれが損失生成に与える影響を,数値解析的および実験的手法により解明する研究を進めている。

 

■ラジアルタービン試験装置

 

■羽根車内の流線(CFD)

 

遷音速遠心圧縮機に関する研究

本テーマでは圧縮機性能に多大な影響を与えると考えられる衝撃波と翼面圧力差により生じる翼先端とシュラウドケーシング壁間を通過する漏れ流れが,短翼を有する遷音速遠心圧縮機内部の損失生成機構に与える影響を数値解析的手法により解明する研究を行っている。

 

■翼端漏れ流れの流線

 

■翼間相対マッハ数分布

 
 
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