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J-GLOBAL ID：201602265939066112   整理番号：16A0924005

リング型プラズマアクチュエータによるタービン動翼の漏れ流れ制御に向けた平板基礎実験と消費電力測定

Flat Plate Experiments and Consumed Power Measurements for Active Control of Tip Clearance Flow of a Turbine Rotor Using Ring-type Plasma Actuators

著者 (2件)： 松沼孝幸 (産業技術総合研 省エネルギー研究部門) ,  瀬川武彦 (産業技術総合研 省エネルギー研究部門)
資料名： 日本ガスタービン学会誌  (Journal of the Gas Turbine Society of Japan)
巻： 44  号： 5  ページ： 408-414  発行年： 2016年09月20日 
JST資料番号： X0134A  ISSN： 0387-4168  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： リング型プラズマアクチュエータの誘電体バリア放電を利用したタービン動翼先端間隙漏れ流の抑制制御について,平板基礎実験による印加電圧や周波数の効果,並びに消費電力の評価結果を示した。初めに,タービン翼列段への同プラズマアクチュエータの配置と構造を図示し,放電プラズマの生成と漏れ流抑制のメカニズムを説明した。次に,二次元平板モデル(翼端間隙1mm)とプラズマアクチュエータ(絶縁線径1.3mm,幅140mm×長さ160mm)等から成る風洞実験装置の概要,およびPIVによる流速測定法を述べた。実験条件は,流速(10m/秒),および擬似矩形波の印加電圧(8~12.8kV)と周波数(8.6~16kHz)を指定した。1)印加電圧(周波数8.6kHz一定)による流速分布の変化を図示し,最大流速が12kVで約9%,12.8kVで約29%減少する結果を示した。2)印加周波数(電圧12.8kV一定)による流速分布の変化を図示し,周波数14kHzで最大流速が83%減少する一方,16kHzでは同減少率が約61%に留まる結果を示した。周波数14kHzにおける印加電圧の立上り勾配(~350kV/m秒)の検討の結果,14kHz以上ではコロナ放電からストリーマ放電へ変化して体積力が減少するため漏れ流抑制効果が低下すると考察した。3)V(電圧)-Q(電荷)リサージュ法を用いて消費電力を評価し,入力電圧の3.5乗,および周波数の1.0乗に比例して増加すること,および流速10m/秒の漏れ流抑制に必要な電力が単位長さ当り51W/mとなること等の知見を得た。

シソーラス用語： *アクチュエータ ,  *流体流 ,  *プラズマ ,  間隙 ,  消費電力 ,  *タービン翼 ,  電圧 ,  周波数 ,  風洞試験 ,  粒子画像流速測定 ,  流速分布 ,  流速 ,  コロナ放電 ,  放電
準シソーラス用語： ストリーマ放電 ,  プラズマアクチュエータ ,  プラズマアクチュエータ誘起流 ,  放電プラズマ ,  誘電体バリア放電 ,  *翼端間隙 ,  *漏れ流

分類 (3件)： ガスタービン  (PB02040Y) ,  プラズマ流,プラズマの電磁流体力学  (BJ02040I) ,  気体放電  (BJ03020T)

引用文献 (15件)：

• Corke, T. C., Enloe, C. L., Wilkinson, S. P., "Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuators for Flow Control," Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 42, (2010), pp.505-529.
• Roth, J. R., Sherman, D. M., Wilkinson, S. P., "Boundary Layer Flow Control with A One Atmosphere Uniform Glow Discharge," AIAA Paper, No. 98-0328, (1998).
• 深潟康二,山田俊輔,石川仁, "プラズマアクチュエータの基礎と研究動向", ながれ, Vol.29, No.4, (2010), pp.243-250.
• Morphis, G., and Bindon, J. P., "The Performance of a Low Speed One and Half Stage Axial Turbine with Varying Rotor Tip Clearance and Tip Gap Geometry," ASME Paper, No. 94-GT-481, (1994).
• Sjolander, S. A., "Overview of Tip-Clearance Effects in Axial Turbines," von Karman Institute for Fluid Dynamics, Lecture Series 1997-01, Secondary and Tip-Clearance Flows in Axial Turbines, (1997), pp. 1-29.

タイトルに関連する用語 (9件)： プラズマアクチュエータ ,  タービン ,  動翼 ,  漏れ ,  流れ制御 ,  平板 ,  基礎実験 ,  消費 ,  電力測定