国立大学法人 東京農工大学／村田研究室
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国立大学法人
東京農工大学 大学院 工学府
機械システム工学専攻
熱流体システム設計分野
村田研究室 |
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Tokyo University
of Agriculture and Technology
Thermal Fluids Engineering Lab.,
Dept. of Mechanical Systems Engineering
Murata Lab. |
〒184-8588
東京都小金井市中町2-24-16
[MAIL]
webadmin
[AtMark]mmlab.mech.tuat.ac.jp
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ガスタービン（ジェットエンジン）の冷却問題（CO2削減、複雑乱流の解析）
ガスタービンは，航空機用（ジェットエンジン）や発電用として利用され性能向上（出力増加，低燃費，低CO2排
出)が図られてきました．その結果，タービン入口燃焼ガス温度は1600℃となり，無冷却では金属材料の強度を保つことが出来ません．そこでこのような高温環境に耐えるタービン構成要素（動翼，低圧タービン部ディスク）の効果的冷却方法の研究を行っています．例えばタービン動翼の内部冷却流路での流れは，回転コリオリ力，回転遠心力場での浮力，乱流促進突起列（リブ）や急激曲がり部による剥離・再付着流れ，といった外力と流路形状を原因とした複雑乱流となっています．最近では翼後縁部のフィルム冷却における冷却流脈動化の効果を調べています。[14][15][16][17]
ジェットエンジン
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タービン動翼とリブ付き内部冷却流路
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参考文献
[1]
Murata, A. and Mochizuki, S., Effect of Rib Orientation and Channel Rotation on Turbulent Heat Transfer in a Two-Pass Square Channel with Sharp 180-Deg Turns Investigated by Using Large Eddy Simulation, Int. J. Heat Mass Transf., Vol.47(2004), pp.2599-2618.
[2]
Murata, A. and Mochizuki, S., Effects of centrifugal buoyancy and Reynolds number on turbulent heat transfer in a two-pass angled-rib-roughened channel with sharp 180-deg turns investigated by using large eddy simulation, Int. J. of Rotating Machinery, Vol.2008 (2008), Article ID 764720, 14 pages.
[3]
Murata,
A. and Mochizuki, S., Effect of Cross-Sectional Aspect Ratio on Turbulent Heat Transfer in an Orthogonally Rotating Rectangular Duct with Angled Rib Turbulators, Int. J. Heat Mass Transf., Vol.46(2003), pp.3119-3133.
[4] Murata, A. and Mochizuki, S., Large Eddy Simulation of Turbulent Heat
Transfer in a Rotating Two-Pass Smooth Square Channel with Sharp 180-Deg
Turns, Int. J. Heat Mass Transf., Vol.47(2004), pp.683-698.
[5] Murata, A., Mochizuki, S., Nakamata, C., and Okita, Y., Int. J. of Transport Phenomena., Vol.10, No.4(2008), pp.323-336.
[6] Nishida, S., Murata, A., Saito, H., and Iwamoto, K., Measurement of Heat and Fluid Flow on Surface with Teardrop-Shaped Dimples, CD-ROM Proc. of Asian Congress on Gas Turbines 2009, Aug. 24-26, 2009, Tokyo, Japan, ACGT 2009-TS41, pp.1-4.
[7]小西, 村田, 齋藤, 岩本，3次元熱伝導を考慮した過渡応答法によるディンプル面の熱伝達特性の計測（ディンプル前縁・後縁傾斜の影響），日本ガスタービン学会誌,
40(6), 2012-11, pp.331-336.
[8]Murata, A. Nishida, S., Saito, H., Iwamoto, K., Okita, Y., and Nakamata,
C., Effects of surface geometry on film cooling performance at airfoil
trailing edge, Trans. ASME, J. of Turbomacihinery, 134(5), 051033 (May
31, 2012) (8 pages).
[9]村田, 伊藤, 岩本，ガスタービン翼後縁部ディンプル付きカットバック面フィルム冷却のLES解析（ブロー比１でのディンプル形状の影響）日本ガスタービン学会誌，Vol.42, No.1(2014), pp.55-61.
[10]村田, 伊藤, 岩本，ガスタービン翼後縁部球状ディンプル付きカットバック面フィルム冷却におけるブロー比の影響のLES解析，日本ガスタービン学会誌，Vol.42, No.1(2014), pp.62-67.
[11]Murata, A., Mori, E., and Iwamoto, K.，Effects of Surface Geometry and
Blowing Ratio on Film Cooling Performance at Airfoil Trailing Edge Investigated
by Using Large Eddy Simulation，Proc. of 15th Int. Heat Transfer Conf.(IHTC-15),
August 10-15, 2014, Kyoto, Japan, IHTC15-8914(15 pages).
[12]小西，村田，齋藤，岩本，大北，3次元熱伝導を考慮した過渡応答法によるディンプル付きカットバック面のフィルム冷却性能評価（球状ディンプルと傾斜有無ティアドロップディンプルの比較），日本ガスタービン学会誌,
41(5), 2013-9, pp.401-407.
[13]Murata, A., Yano, K., Hanai, H., Saito, H., and Iwamoto, K.，Arrangement Effects of Inclined Teardrop-Shaped Dimples on Film Cooling Performance of Dimpled Cutback Surface at Airfoil Trailing Edge，Int. J. Heat Mass Transf., Vol.107(2017), pp.761-770.
[14]徳武，村田，岩本，脈動冷却流による翼後縁部フィルム冷却性能向上のLES解析，第30回数値流体力学シンポジウム講演論文集,船堀,2016/12, A09-2(2pages).
[15] Yamamoto, S., Murata, A., Hayakawa, S., and Iwamoto, K., Three-Component PTV Measurements of Pulsating Film-Cooling Flow over Smooth Cutback Surface at Trailing Edge of Gas Turbine Airfoil, Proc. of Asian Congress on Gas Turbines 2018, Aug. 22-24, 2018, Morioka, Iwate, Japan, ACGT2018-TS77(4pages).
[16] Tokutake, T., Murata, A., Nakajima, D., Yamamoto, S., and Iwamoto, K., Large Eddy Simulation of Film Cooling Performance of Smooth Cutback Surface at Airfoil Trailing Edge Improved by Pulsating Cooling Flow, Proc. of Int. Gas Turbine Congress (IGTC) 2019, Nov. 18-21, 2019, Tokyo Japan, Paper No.47, submitted.
[17] Yamamoto, S., Murata, A., Taniguchi, H., Hayakawa, H., and Iwamoto, K., Effects of Cooling Flow Pulsation on Film Cooling Performance over Smooth Cutback Surface at Airfoil Trailing Edge Measured by Transient Technique with Compensation of Three-Dimensional Heat Conduction, Proc. of Int. Gas Turbine Congress (IGTC) 2019, Nov. 18-21, 2019, Tokyo Japan, Paper No.97, submitted.
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