流体解析事例３（圧縮性流体）段付きＨＳチューブ内流れ解析結果
■計算条件
HSチューブ全長をLとするとき、入り口から1/3Lのところに断面積を1/2とする
段部を設けた。
クーラン数は0.16で計算した。
セル格子はストラクチャードセルを軸方向２４０、半径方向４８と切った。
実験装置概略図を示す。
①計算条件
Ｍ＝１．６
ＣＥＬＬ（２４０，４８）
ＰＩＮ＝４．２５Ｋｇ／ｃｍ２（Ａ）
Ｔ＝２７３．１５℃
Ｂ＝０．３
ＨＯＳＥＩ＝０．１
②計算条件
Ｍ＝１．６
ＣＥＬＬ（２４０，４８）
ＰＩＮ＝４．２５Ｋｇ／ｃｍ２（Ａ）
Ｔ＝２７３．１５℃
Ｂ＝０．５
ＨＯＳＥＩ＝０．１
①②とも同条件で人工粘性圧力係数を①は0.3、②は0.5として内部流速、圧力履歴
を計算した。どちらとも周波数が３次モードにジャンプしており傾向は実験と一致
する。しかし圧力履歴の微細な部分で若干のプロフィールの違いが計算されている
。（基本モードは、τ＝４．０で一周期となる。）これから内部流動状態を見て人
工粘性圧力係数がどちらに近いとより傾向があっているか検討する。
入り口流速を見ると、反射波によって入り口流速がノズルからの噴流と鬩ぎ合いを
行ってバランスが崩れると一気に流入モードとなることが分かる。このことが励振
する理由である。
また、モードがジャンプする理由は、段部からの反射波が入り口に帰ってくるとき
入り口の流入流出の切り替えが行われるからである。
①の条件での計算の収斂性を示す。流速・圧力ともτ＝６．０付近から安定したモ
ードを示す。
この後このモードが壊れることはなく、安定した励起状態を示した。
■計算条件
HSチューブ全長をLとするとき、入り口から1/5Lのところに断面積を1/2とする
段部を設けた。
クーラン数は0.16で計算した。
セル格子はストラクチャードセルを軸方向２４０、半径方向４８と切った。
Ｍ＝１．６
ＣＥＬＬ（２４０，４８）
ＰＩＮ＝４．２５Ｋｇ／ｃｍ２（Ａ）
Ｔ＝２７３．１５℃
Ｂ＝０．３
ＨＯＳＥＩ＝０．１
5次のモード(τ＝４で５周期：ピークが５つ）が計算された。
■計算条件
HSチューブ全長をLとするとき、入り口から1/7Lのところに断面積を1/2とする
段部を設けた。
クーラン数は0.16で計算した。
セル格子はストラクチャードセルを軸方向２４０、半径方向４８と切った。
Ｍ＝１．６
ＣＥＬＬ（２４０，４８）
ＰＩＮ＝４．２５Ｋｇ／ｃｍ２（Ａ）
Ｔ＝２７３．１５℃
Ｂ＝０．３
ＨＯＳＥＩ＝０．１
7次のモード(τ＝４で７周期：ピークが７つ）が計算された。
高次モードは、不安定要素が強く、管末端の圧力振幅も小さい。
２段チューブの計算です。
Ｍ＝１．６
ＣＥＬＬ（２４０，４８）
ＰＩＮ＝４．２５Ｋｇ／ｃｍ２（Ａ）
Ｔ＝２７３．１５℃
Ｂ＝０．３
ＨＯＳＥＩ＝０．１
X=0.33(断面積比A1/A=0.5)とX=0.67（断面積比A2/A=0.25)の部分にステップ状の
断面積変化を与えております。
やはりX=0.33部に断面積変化の大きなステップがあると３倍の周波数にジャンプ
する。圧力の節(ノード）でもう一回絞ってやると閉端部圧力振幅が増加する。
私の論文です。
イタリア リミニで発表した論文です
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