タービン

・LES解析について

LES解析については遠心圧縮機の研究ページに掲載しています。

航空機用タービン翼における剥離遷移流れに関する研究

高負荷低圧タービン翼の負圧面境界層は、高高度巡航時の低レイノルズ数化により層流状態(流体が規則正しく運動している流れ)になり、剥離による性能低下や層流剥離泡(層流剥離と乱流遷移を起こし再付着した翼表面の間の剥離域)の制御が課題となっています。これらを正確に予測するためには高精度な乱流解析が要求されますが、それにはLESが適しているため、大規模なLES解析が可能である格子ボルツマン法を用いて解析を行っています。また、格子ボルツマン法は壁乱流の予測精度が高いと期待されますが、数値不安定性が生じやすいため安定かつ高精度な手法の開発に取り組んでいます。

世代ロケットエンジンターボポンプの研究

ロケットは現在、人や人工衛星を宇宙空間へ運ぶ唯一の方法であり、ロケットを宇宙空間へ運ぶためには大きな推力を生み出すエンジンが必要です。ロケットエンジンの重要な部品であるターボポンプは、燃料を供給する役割を担うためロケットエンジンの心臓部であり、このポンプはタービンによって駆動されます。高効率なタービンが実現できれば燃料と酸化剤を削減することができ、輸送物資の増加につながります。また、ロケットの打ち上げには莫大なコストを要するためタービンには構造面で高信頼性が求められるので次世代ロケットエンジン開発には、高効率・高信頼性タービンの実現が必要不可欠です。このような背景から、当研究ではCFD(数値計算流体力学)を用いて、効率向上を目的としたタービン翼形状の最適化、高信頼性を目的とした流体‐構造連成解析を行っています。