氏名

ミヤガワ カズヨシ

宮川 和芳

職名

教授

所属

(基幹理工学部)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
k-miyagawa@waseda.jp

URL等

研究者番号
30623673

本属以外の学内所属

兼担

理工学術院(大学院基幹理工学研究科)

学内研究所等

燃焼・伝熱工学研究所

研究所員 2014年-2019年

燃焼・伝熱工学研究所

研究所員 2014年-

熱エネルギー変換工学・数学融合研究所

研究所員 2017年-

各務記念材料技術研究所

兼任研究員 2017年-2018年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2018年-

燃焼・伝熱工学研究所

プロジェクト研究所所長 2019年-

燃焼・伝熱工学研究所

研究所員 2019年-

フロンティア流体構造連成解析研究所

研究所員 2019年-

数理エネルギー変換工学研究所

研究所員 2019年-2019年

学歴・学位

学位

博士(工学) 課程 大阪大学 流体工学

所属学協会

日本機械学会

ターボ機械協会 評議委員、教育研究推進センタ−委員、空力機械委員

IEC MT28委員

委員歴・役員歴(学外)

2007年-2009年日本機械学会校閲委員
2010年-日本機械学会表彰部会委員
1996年-2000年日本機械学会基準S008見直し分科会委員
1999年-2000年日本機械学会ポンプの性能試験方法改訂委員
2003年-2004年日本機械学会送風機圧縮機分科会委員
2005年-ターボ機械協会評議員
2009年-ターボ機械協会研究推進センター委員
2006年-ターボ機械協会空気機械委員
2011年-ターボ機械協会プロペラ分科会主査
1995年-ターボ機械協会水力エネルギ活用分科会委員
2003年-ターボ機械協会ポンプ分科会委員
2012年-ターボ機械協会水車分科会委員
2005年-IEC TC4/MT28委員
2006年-国際水理学会IAHR組織委員 2003〜
2012年-国際水理学会IAHR評価委員 2010〜

受賞

ターボ機械協会論文賞

2010年05月

ターボ機械協会技術賞

2006年05月

ターボ機械協会論文賞

2001年05月

その他基本情報

セミナー講師 ターボ機械協会第38回セミナー「ターボ機械の新技術と新製品」 1996-10 ターボ機械協会セミナー「水力機械の高性能化・長寿命化技術」 2003-5rターボ機械協会セミナー「水力機械の高性能化・長寿命化技術」 2004-4 ターボ機械協会セミナー「水車の障害事例と理論・メカニズムの解明」 2005-4 ターボ機械協会セミナー「水車の長寿命技術」                 2007-4 ターボ機械協会セミナー「ターボ機械の流体関連振動」         2008-10 ターボ機械協会セミナー「水力エネルギの有効利用」         2009-4 日本機械学会流体工学部門講習会「水力機械に発生する非定常現象」 2009-10 ターボ機械協会セミナー「水車・ポンプ水車の高効率化技術と小水力開発」 2010-4 ターボ機械基礎技術セミナー水車編「キャビテーション壊食・土砂摩耗の発生メカニズムと低減対策」                                   2011-9 (財)新エネルギ財団 中小水力発電技術に関する実務研修会[水力発電所の改造および運用保守]                                   2012-2

研究分野

キーワード

流体機械、流体工学、キャビテーション、流体関連振動

科研費分類

工学 / 機械工学 / 流体工学

共同研究希望テーマ

ターボ機械の内部流れ、不安定現象、流体関連振動に関する研究

希望連携機関:大学等の研究機関との共同研究

水車、ポンプの性能、信頼性向上に関する研究

希望連携機関:産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等

目的:技術相談、受託研究、共同研究、その他

遠心圧縮機、ラディアルタービンの性能、信頼性向上に関する研究

希望連携機関:産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等

目的:技術相談、受託研究、共同研究、その他

論文

A New technology for suppressing pressure pulsation in a draft tube by grooved runner cone

T.Sano, K.Miyagawa、

Proceeding of ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 20112011年07月-

Status of Integrated IHX/Pump Development for JSFR

T.HANDA,Y.ONO,K.MIYAGAWA

Journal of Nuclear Science and TechnologyVol.48(No.4)p.669 - 6762011年04月-

ディフューザ入口速度分布が円錐型ディフューザ内部のキャビテーションサージに及ぼす影響

米澤宏一、小西大介、田中さや香、宮川和芳、辻本良信

ターボ機械Vol.39(No.8)p.458 - 4662011年08月-

Experimental Study and Numerical Simulation of Cavity Oscillation in a Conical Diffuser

Changkun Chen, Christophe Nicolet, Koichi Yonezawa, Mohamed Farhat, Francois Avellan, Kazuyoshi Miyagawa and Yoshinobu Tsujimoto

International Journal of Fluid Machinery and SystemsVol.3(No.1)p.91 - 1012010年01月-

Experimental Study and Numerical Simulation of Cavity Oscillation in a Diffuser with Swirling Flow

Changkun Chen, Christophe Nicolet, Koichi Yonezawa, Mohamed Farhat, Francois Avellan, Kazuyoshi Miyagawa and Yoshinobu Tsujimoto

International Journal of Fluid Machinery and SystemsVol.3(No.1)p.80 - 902010年01月-

流体機械に関連する諸問題

宮川和芳

ターボ機械Vol.38(No.1)p.4 - 112010年01月-

Dynamic Characteristics of the Radial Clearance Flow between Axially Oscillating Rotational Disk and Stationary Disk

H.Horiguchi、Y.Ueno、K.Takahashi、K.Miyagawa and Y.Tsujimoto

International Journal of Fluid Machinery and SystemsVol.2(No.2)p.147 - 1552009年04月-

回転しながら軸方向に振動する円盤と静止円盤の間の半径方向流れの動特性

堀口祐憲、上野圭徳、高橋康太朗、宮川和芳、辻本良信

ターボ機械Vol.37(No.1)p.53 - 622009年01月-

Study on Internal Flow and New Design Technology for a Francis Turbine Runner

K.Miyagawa, K.Yasuda, Y.Iwasaki

Proceeding of 20th IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2008年08月-

ターボ機械インペラ、ブレードの製造技術

宮川和芳

ターボ機械Vol,36(No.5)p.1 - 22008年05月-

CFDによるターボ機械流体関連振動の解明

宮川和芳

ターボ機械Vol.36(No.1)p.27 - 342008年01月-

Large-eddy simulation of non-cavitating and cavitating flows in an elbow draft tube

Y.Guo, C.Kato, K.Miyagawa

Proceeding of 23rd IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2006年10月-

Mitigation of draft tube flow instability with auxiliary parts in high head pump-turbine

K.Miyagawa, T.Sano, N.Kunimatsu, T.Aki, M.Nishi

Proceeding of 23rd IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2006年10月-

Prediction method of required time of the siphon formation with numerical simulation

K.Tanaka, I.Ishida, S.Yamane, K.Miyagawa, K.Kobayashi

Proceeding of 23rd IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2006年10月-

High Temperature NPSH and Its Application for a Feed water System

J.Manabe, K.Miyagawa

JSME International Journal Series BVol.49(No.2)p.352 - 3592006年-

高信頼性を実現するロケットエンジン用機器の設計技術

吉川公人, 小河原彰, 宮川和芳, 赤沢公雄, 稲田満

三菱重工技報Vol.42(No.5)2005年12月-

High Temperature NPSH and Its Application for a Feed water System

J.Manabe, K.Miyagawa

Proceeding of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE13)2005年05月-

水車分科会報告・本川発電所新型ランナの開発・導入について

宮川和芳

ターボ機械Vol.32(No.11)p.4 - 72004年11月-

Numerical Analysis of unstable phenomena and stabilizing modification of an impeller in a centrifugal pump

M.Iino, K.Tanaka, K.Miyagawa, T.Okubo

Proceeding of 22nd IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2004年06月-

Study of Internal Flow and Performance Improvement for Centrifugal Pump

K.Miyagawa, S.Aoki, T.Osada

Proceeding of 22nd IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2004年06月-

Study on stay vane instability due to vortex shedding

K.Miyagawa, S.Fukao, Y.Kawata

Proceeding of 22nd IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2004年06月-

CFD技術の現場・各種ターボ機械開発設計へのCFDの適用事例

宮川和芳

ターボ機械Vol.32(No.5)p.18 - 232004年05月-

地球温暖化抑制に有効な高効率水車の開発

宮川和芳、前川真丈、福田暢英

三菱重工技報Vol.41(No.3)2004年05月-

ターボ機械を支える先進流動解技術

内田澄生, 宮脇俊裕, 宮川和芳, 古賀淳, 石坂浩一, 茨木誠一

三菱重工技報Vol.40(No.6)2003年11月-

Application method of runner with splitter blade for improvement of ancillary services by using reversible pump-turbine

M.Inagaki, N.Umeda, K.Miyagawa, T.Namba

Proceeding of 7th AICFM2003年10月-

Numerical Analysis of 3D Internal Flow with Unstable Phenomena in a Centrifugal Pump

M.Iino, K.Tanaka, K.Miyagawa, T.Ookubo

Proceeding of 7th AICFM2003年10月-

Physical modeling and simulation of leading edge cavitation application to an industrial inducer

Y.A.Bouziad, M.Farhat, F.Avellan, K.Miyagawa

Proceeding of 5th International Symposium on cavitation, CAV20032003年10月-

Study of cavitation erosion on hydraulic turbine runner

M.Maekawa, K.Miyagawa

Proceeding of 5th International Symposium on cavitation, CAV20032003年10月-

Study of vibration mechanism for hydraulic turbine stay vanes

K.Miyagawa, Y.Kawata, Y.Iwasaki

Proceeding of 7th AICFM2003年10月-

Development of a low noise pump by new design concept

K.Miyagawa, R.Sato

Proceeding of 4th ASME-JSME Joint Conference Fluid Engineering Division Summer Meeting2003年06月-

Experimental study on unstable characteristics of mixed-flow pump at low flow-rates

H.Funakoshi, H.Tsukamoto, K.Miyazaki, K.Miyagawa

Proceeding of 4th ASME-JSME Joint Fluids Engineering Conference2003年06月-

Numerical simulation of hysteresis on head/discharge characteristics of a centrifugal pump

M.Iino, K.Tanaka, K.Miyagawa, T.Ookubo

Proceeding of 4th ASME-JSME Joint Fluids Engineering Conference2003年06月-

Flow instability in an elbow draft tube for a Francis pump-turbine

K.Miyagawa, K.Tsuji, J.Yahara, Y.Nomura

Proceeding of 21st IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2002年09月-

Numerical analysis of unstable phenomena in a centrifugal pump

M.Iino, K.Tanaka, K.Miyagawa, T.Okubo

Proceeding of 21st IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems,2002年09月-

ランナ取替えによる既設水車のリパワリング技術の開発

宮川和芳, 辻浩二, 三戸良介, 長瀧正隆, 国松直斗 (四国電力)

三菱重工技報Vol.39(No.3)p.148 - 1512002年05月-

水車ドラフトチューブの内部流れの研究

前川真丈、 宮川和芳、 川田裕

ターボ機械Vol.30(No.2)p.76 - 812002年02月-

Study on flow behavior in draft tube for hydraulic turbine

M.Maekawa, K.Miyagawa, Y.Kawata

Proc. of 8th International Symposium on Flow Modeling and Turbulence Measurements2001年12月-

Development of High Head Reversible Pump-Turbine with Splitter Blade Runner

K.Miyagawa, T.Namba, K.Ikeda, S.Watanabe

Proceeding of 20th IAHR Symposium on Hydraulic machinery and systems2000年08月-

水車発電機の高効率化をめざした解析技術の動向・CFD解析(流動解析技術)

宮川和芳

電気評論2000年07月-

新設計コンセプトを用いた高性能水車の開発

宮川和芳、小室隆信

三菱重工技報Vol.37(No.1)2000年01月-

水車の性能予測と模型試験結果

宮川和芳

ターボ機械Vol.27(No.9)p.1 - 101999年09月-

フランシス水車の性能に及ぼすランナスプリッタブレードの効果

宮川和芳、松下広

ターボ機械Vol.27(No.6)p.377 - 3841999年06月-

On the development of viscous solvers for computation of transient flows in turbomachines

Widermann A, Miyagawa K, Eguchi T

International Journal of Rotating MachinesVol.5(No.4)p.251 - 2611999年04月-

Development of larger capacity Deriaz-pump-turbine

K.Miyagawa, K.Tsuji

Proceeding of 19th IAHR SymposiumVol.11998年10月-

Study of Flow Phenomena in Spiral Casing and Double Circular Cascade of a Francis Turbine

K.Miyagawa, Y.Kawata, H.Fukuda

Proceeding of KSME-JSME Fluid Engineering Conference1998年10月-

水車・ポンプ水車の内部流れと高性能化技術

宮川和芳、小室隆信

三菱重工技報Vol.35(No.3)1998年05月-

電力貯蔵技術の将来展望(揚水発電システム)

宮川和芳

エネルギーレビュー1998年05月-

補助羽根車付新型水車の開発

宮川和芳

電気現場技術p.33 - 361998年05月-

広域エネルギー貯蔵システム技術に関する研究会(3.2 揚水発電)

宮川和芳

日本機械学会動力エネルギシステム部門報告書p.3.2.1 - 3.2.191998年03月-

3D-Euler and Navier-Stokes Analysis of Flow Fields in Vaned Passages of Hydraulic Turbomachines

A.Wiedermann, K.Miyagawa

Proceeding of The 2nd ASIAN Computational Fluid Dynamics Conference (ACFD2)1996年12月-

数値解析のターボ機械への適用

宮脇俊裕、宮川和芳ら

三菱重工技報Vol.33(No.4)1996年07月-

「最近のポンプ動向」ポンプの流動解析技術

宮川和芳

産業機械p.16 - 191994年10月-

水車平行型スピードリング内の流れの実験的研究

1宮川和芳、縄田秀夫、小室隆信

ターボ機械Vol.20(No.11)p.718 - 7231992年11月-

An Experimental Investigation of Fluid Exciting Force on a High Head Pump-Turbine Runner

K.Miyagawa et al.

Proceeding of International Symposium on Rotating Machinery 4 ISROMAC-41992年07月-

Development of Super High Head and Large Capacity Pump-Turbine

H.Kanki, K.Miyagawa et

alMHI Technical ReviewVol.29(No.2)1992年06月-

超高落差大容量ポンプ水車の開発研究

神吉博、宮川和芳ら

三菱重工技報Vol.28(No.6)1991年11月-

Development of High Head Pump-Turbine

K.Miyagawa, et al

Proceeding of IAHR-1992

講演・口頭発表等

ポンプ水車ドラフトチューブキャビテーションロープのふれ回り挙動予測と抑制手法

キャビテーションに関するシンポジウム(第14回)in仙台2009年03月

詳細

口頭発表(一般)

高温流体下でのポンプ吸い込み性能特性

キャビテーションに関するシンポジウム(第14回)in仙台2009年03月

詳細

口頭発表(一般)

ギアポンプのキャビテーションエロージョン発生メカニズムと進行速度の予測

キャビテーションに関するシンポジウム(第14回)in仙台2009年03月

詳細

口頭発表(一般)

流体機械研究のパラダイムシフトはできるか?

JSME2008年次大会、W05 ワークショップ2008年05月

詳細

ポスター発表

バランスディスク隙間流れの動特性解析

日本機械学会年次大会2007年10月

詳細

口頭発表(一般)

CFDによるターボ機械流体関連振動問題の解明

ターボ機械協会函館講演会2006年11月

詳細

口頭発表(一般)

バランスディスク隙間流れの動特性解析

日本機械学会関西支部定時総会講演会2006年03月

詳細

口頭発表(一般)

高温給水系に用いられるポンプのキャビテーション特性

日本機械学会流体工学部門講演会2005年09月

詳細

口頭発表(一般)

極低温流体用キャビテーション実験装置の製作

ターボ機械協会講演会2005年05月

詳細

口頭発表(一般)

回流水槽向け低騒音ポンプの開発

ターボ機械協会新潟講演会2004年10月

詳細

口頭発表(一般)

羽根車形状の変更を伴った遠心ポンプ内部流れの数値解析

日本機械学会流体工学部門講演会講演会2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

斜流ポンプの動特性に関する実験的研究

日本機械学会流体工学部門講演会2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

ボイラ給水ポンプにおける羽根車後縁形状と右上がり特性

ターボ機械協会講演会2004年05月

詳細

口頭発表(一般)

ターボポンプインデューサの特性に関する研究

ターボ機械協会総会講演会2004年05月

詳細

口頭発表(一般)

高性能液酸ターボポンプの開発

ターボ機械協会総会講演会2004年05月

詳細

口頭発表(一般)

ボリュートの影響を考慮した遠心ポンプ内部流れ数値解析

日本機械学会年次大会講演会2003年08月

詳細

口頭発表(一般)

ガイドベーン個別制御によるポンプ水車の性能向上

日本機械学会年次大会講演会2003年08月

詳細

口頭発表(一般)

入口フィンが遠心ポンプ不安定現象に及ぼす影響

ターボ機械協会総会講演会2003年05月

詳細

口頭発表(一般)

高落差ポンプ水車の軸スラストと隙間内流れ

ターボ機械協会総会講演会2003年05月

詳細

口頭発表(一般)

ポンプ水車ランナ取替による運転範囲の拡大

ターボ機械協会総会講演会2003年04月

詳細

口頭発表(一般)

水力機械静止翼列の流体励振力と非定常応答(水車ステーベーンの振動発生メカニズム)

ターボ機械協会神戸講演会2002年11月

詳細

口頭発表(一般)

遠心ポンプにおける内部流れの数値解析

日本機械学会年次大会講演会2002年09月

詳細

口頭発表(一般)

フランシス水車のキャビテーション壊食に関する研究

ターボ機械協会総会講演会2002年05月

詳細

口頭発表(一般)

ポンプ水車ドラフトチューブ内部流れの非定常シミュレーション

日本機械学会関西支部第77期定時総会講演会講演2002年03月

詳細

口頭発表(一般)

斜流ポンプ右上がり特性域に関する実験的研究

日本機械学会九州支部講演会2002年03月

詳細

口頭発表(一般)

ポンプ取水槽水中渦予測法の研究

ターボ機械協会徳島講演会2001年11月

詳細

口頭発表(一般)

スプリッタ付きポンプ水車ランナの比速度別性能評価

ターボ機械協会講演会2001年10月

詳細

口頭発表(一般)

ポンプ取水槽の流れ解析による渦予測

ターボ機械協会講演会2001年10月

詳細

口頭発表(一般)

斜流ポンプにおける不安定現象の数値解析

日本機械学会流体工学部門講演会2001年10月

詳細

口頭発表(一般)

ランナ改修による水車の性能向上-大橋発電所ランナ取り替え工事

ターボ機械協会講演会2001年05月

詳細

口頭発表(一般)

三次元翼設計による遠心ポンプの性能向上

ターボ機械協会講演会2001年05月

詳細

口頭発表(一般)

インデューサに生じる高次のキャビテーションサージとこれに伴う応力変動

ターボ機械協会講演会2000年09月

詳細

口頭発表(一般)

スプリッタ付き超高落差ポンプ水車ランナの振動強度評価

電気学会電力・エネルギー部門大会2000年08月

詳細

口頭発表(一般)

スプリッタ付きポンプ水車ランナの信頼性評価

日本機械学会年次大会講演会2000年07月

詳細

口頭発表(一般)

ウォータージェットポンプ低流量域における不安定特性の改善に関する研究

日本機械学会年次大会講演2000年07月

詳細

口頭発表(一般)

三次元翼設計技術によるフランシス水車の効率向上

ターボ機械協会講演会2000年05月

詳細

口頭発表(一般)

水車ドラフトチューブの内部流れの研究

第43回ターボ機械協会名古屋講演会1999年11月

詳細

口頭発表(一般)

フランシス水車の翼列干渉効果

日本機械学会1999年度流体工学部門講演会1999年10月

詳細

口頭発表(一般)

遠心ポンプディフューザ内の二次流れ

日本機械学会1999年度流体工学部門講演会1999年10月

詳細

口頭発表(一般)

スプリッタブレード付高落差ポンプ水車の開発

平成11年電気学会電力・エネルギー部門大会講演会1999年07月

詳細

口頭発表(一般)

揚水発電技術の現状と将来の見通し

日本機械学会1999年度年次大会講演会1999年07月

詳細

口頭発表(一般)

遠心ポンプインペラの内部流れ

日本機械学会1999年度年次大会講演会1999年07月

詳細

口頭発表(一般)

エネルギ貯蔵システム技術の現状と将来の見通し(揚水発電技術)

日本機械学会1999年度年次大会講演会1999年07月

詳細

ポスター発表

スプリッタブレード付ポンプ水車の性能評価

第42回ターボ機械協会総会講演会1999年05月

詳細

口頭発表(一般)

水力機械の内部流れのCGによる可視化

日本学術会議50周年記念シンポジウム「CGで見る流れの世界」講演1999年04月

詳細

口頭発表(一般)

フランシス水車ランナの内部流れ(損失発生メカニズムの検討)

日本機械学会第76期全国大会講演会1998年10月

詳細

口頭発表(一般)

フランシス水車ランナの内部流れ(ランナ内流れの粘性効果)

日本機械学会流体工学部門講演会1998年08月

詳細

口頭発表(一般)

長寿命インデューサの開発

日本機械学会関西支部講演会1998年04月

詳細

口頭発表(一般)

インデューサの長寿命化に関する研究

日本機械学会関西支部定時総会講演会1998年03月

詳細

口頭発表(一般)

補助羽根車付新型水車の開発

日本機械学会第75期通常総会講演会1998年03月

詳細

口頭発表(一般)

微少重力下のポンプの気泡除去技術

日本機械学会流体工学部門第1回流体工学トークイン1997年11月

詳細

口頭発表(一般)

補助羽根車付新型水車の開発

第39回ターボ機械協会宇部講演会1997年11月

詳細

口頭発表(一般)

補助羽根車水車のキャビテーションに関する研究

第39回ターボ機械協会宇部講演会1997年11月

詳細

口頭発表(一般)

高落差・大容量のデリア形ポンプ水車を用いた可変速揚水発電システム

電気学会電力技術研究会1997年10月

詳細

口頭発表(一般)

高落差大容量可変速デリア形ポンプ水車の開発

第38回ターボ機械協会総会講演会1997年05月

詳細

口頭発表(一般)

気泡除去要素技術開発

航空機実験技術1997年04月

詳細

口頭発表(一般)

CFDを用いたフランシス水車二重円形翼列の設計

日本機械学会第74期通常総会講演会1997年03月

詳細

口頭発表(一般)

斜流ポンプ低流量域の内部流れ

第37回ターボ機械協会金沢講演会1996年11月

詳細

口頭発表(一般)

流れのディストーションによるターボ機械翼列の非定常応答

第33回ターボ機械協会北九州講演会1994年11月

詳細

口頭発表(一般)

大きな変動落差幅を有するポンプ水車の開発

第32回ターボ機械協会総会講演会1994年05月

詳細

口頭発表(一般)

非圧縮三次元粘性流動解析によるターボ機械詳細流れの把握

第32回ターボ機械協会総会講演会1994年05月

詳細

口頭発表(一般)

数値解析技術を用いた最近のハイドロタービン設計

第31回ターボ機械協会仙台講演会1993年11月

詳細

口頭発表(一般)

三次元粘性流動解析による水力機械の流れ

日本機械学会関西支部第66期定時総会講演会1991年03月

詳細

口頭発表(一般)

非定常静・動翼列干渉流れの数値計算とその動画化

計算流体力学シンポジウム1990年12月

詳細

口頭発表(一般)

水車平行型スピードリング内流れの実験的研究

第23回ターボ機械講演会1989年05月

詳細

口頭発表(一般)

風力発電システムに関する研究(第13報、風力タービンシステムの運転制御(1))

機械学会東海支部岐阜地方講演会講演会1985年06月

詳細

口頭発表(一般)

風力発電システムに関する研究(第14報、風力タービンシステムの運転制御(2))

機械学会東海支部岐阜地方講演会講演会1985年06月

詳細

口頭発表(一般)

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:

キャビテーションを考慮した弾性変形プロペラのフラッター・ダイバージェンス特性解明

2018年-0月-2021年-0月

配分額:¥17290000

研究種別:

自動車用ターボチャージャの脈動流下における損失発生機構の解明

2019年-0月-2022年-0月

配分額:¥2210000

学内研究制度

特定課題研究

低密度極低温ターボポンプの効率、キャビテーション性能向上に関する最適設計手法の研究

2011年度

研究成果概要:1.背景 液体水素、LNG等の輸送に使われる極低温用ポンプに関して、今後、ロケット向け再利用型ターボポンプや液体水素供給用ポンプ、環境負荷低減のための高効率LNGポンプなどの開発が予定されている。これらの種類のポンプについては、従...1.背景 液体水素、LNG等の輸送に使われる極低温用ポンプに関して、今後、ロケット向け再利用型ターボポンプや液体水素供給用ポンプ、環境負荷低減のための高効率LNGポンプなどの開発が予定されている。これらの種類のポンプについては、従来より産業用ポンプの開発研究成果の横通しが実施され実用化されてはいるが、前述の用途ではさらなる効率、信頼性の向上、運用範囲の拡大が求められる。特に、液体密度の小さな液体向けターボポンプに関しては、羽根車の設計形状も流体密度の大きな産業用ポンプ、流体密度の小さな遠心圧縮機の両方の特徴が混在していて、効率、キャビテーション等の流体性能向上のための最適化手法が十分研究されてはいなく、内部流れの精査による性能改善の余地が残っている。本研究では、従来研究提案者が実施してきた遠心羽根車の内部流れ、キャビテーション性能改善の研究成果をベースに特に流体密度の小さな極低温流体用ターボポンプ課題を解明し、今後開発されるポンプの最適設計コンセプトを構築、性能向上に資する。2.研究目的 低密度極低温用ターボポンプの設計点、非設計点での損失発生メカニズムの解明、キャビテーション性能の予測、およびそれらに基づく設計指針の構築3.研究結果3.1 低密度極低温向け(液体水素)ターボポンプの仕様、設計手法のベンチマーク従来の国内外の低密度極低温向けターボポンプとしてLE7、LE5、RL10A、J-2、J-2S、SSME等のロケットエンジン向け液体水素ターボポンプ他の寸法、形状、性能を調査し、設計手法、特徴等をまとめた。ベンチマークの結果、角運動量を決めるインペラ出口角等の最適化は検討の余地があり、以下仕様のJAXA液体水素ターボポンプに関して検討を進めることとなった。検討仕様(ポンプ形式:インデューサ付2段遠心ポンプ、回転数:42000rpm、流量34.3kg/s、比速度140rpm,m,m3/min、入口圧力0.34MPa、出口圧力26.7MPa、入口温度20.7K、インデューサ直径163.8mm、主羽根車直径238mm)ただし、本研究では、上記仕様のうちインペラの3.2 遠心羽根車、ディフューザ形状モデリング手法の構築 一次元性能予測、CFD等の検討に用いることができる三次元羽根車、ディフューザの形状モデリングプログラムを構築。子午面、翼角分布で得た特徴をコントロールすることができるようにパラメータ設定を実施した。3.3 羽根車設計パラメータの変化による内部流れ、損失メカニズム変化の定量的予測 要求仕様に合わせて羽根車を設計し、それらの負荷を変化させることにより羽根車の内部流れ、損失発生メカニズムの定量的変化を把握した。 翼出口角を大きくすることにより高負荷化で下流ディフューザの損失が増加する。性能向上のためのポンプの反動度、負荷分担を明確にした。予測には、一次元損失モデルをベースとしたプログラムを作成し性能評価に用いた。3.4 CFDを用いた羽根車、ディフューザの最適代表寸法、三次元設計形状の検討 汎用CFDコードを用い一次元性能評価結果をベースに設計した羽根車、ディフューザのさらに詳しい内部流れを把握した。また、内部流れの評価により代表寸法の最適化を図った。3.5 低密度極低温流体向けポンプ羽根車、ディフューザの最適設計手法まとめ 圧縮機、水用ポンプ羽根車との比較をベースに、低密度極低温流体用ターボポンプの設計手法をまとめ、最適設計結果のポンプ形状に関しては、効率、キャビテーション性能を設計点、非設計点で予測し、設計データベースとして整理する。また、流体密度に関しての設計手法もまとめる。4.成果 従来の極低温用ポンプは、信頼性の確保を最重要プライオリティとして設計されてきたが、本研究では、低密度流体向け羽根車の流体性能、設計手法を検討し、さらなる効率、キャビテーション性能の向上を検討した。空気機械と水力機械の中有間的特徴を有する低密度流体向けポンプの研究は、流体密度に関して設計手法の横通しを図るものであり、新しいトレードオフの実施方法、形状決定プロセス等が設計指針の他成果として残り、今後の流体機械開発に有用である。

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
理工学基礎実験2A 機械・航空基幹理工学部2019春学期
機械科学と航空宇宙技術 15前再基幹理工学部2019春学期
機械科学と航空宇宙技術 15前再 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019春学期
流体の力学1基幹理工学部2019春学期
流体の力学1  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019春学期
流体の力学2基幹理工学部2019秋学期
流体の力学2  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019秋学期
機械科学・航空実験1基幹理工学部2019春学期
機械科学・航空実験1  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019春学期
機械科学・航空実験2基幹理工学部2019秋学期
機械科学・航空実験2  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019秋学期
ゼミナール 15前再基幹理工学部2019通年
ゼミナール 15前再  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019通年
卒業論文基幹理工学部2019通年
卒業論文  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2019通年
ターボ機械基幹理工学部2019秋学期
数値計算法基幹理工学部2019春学期
修士論文(機械科学)大学院基幹理工学研究科2019通年
流体工学研究大学院基幹理工学研究科2019通年
流体関連振動大学院基幹理工学研究科2019春学期
流体機械特論大学院基幹理工学研究科2019秋学期
流体機械演習A大学院基幹理工学研究科2019春学期
流体機械演習B大学院基幹理工学研究科2019秋学期
流体機械演習C大学院基幹理工学研究科2019春学期
流体機械演習D大学院基幹理工学研究科2019秋学期
流体工学研究大学院基幹理工学研究科2019通年
機械科学演習A 大学院基幹理工学研究科2019春学期
機械科学演習B 大学院基幹理工学研究科2019秋学期

作成した教科書・教材・参考書

ターボポンプ

2007年07月

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概要:ターボポンプの研究・開発、設計あるいは計画、運転、保守などに関係する技術者やターボポンプを勉学しようとする学生に、作動原理や機構を平易に解説し、かつ、最新の情報(とくに発展が目覚しい数値流体力学分野)や役立つ情報を含めた教科書、技術書。 分担執筆 第4章 CFD技術とその応用

ハイドロタービン

詳細

概要:ハイドロタービンに関する専門書として、メーカーや電力会社の若手技術者、大学・高専の学生の教育にも使えるような内容として、作動原理や機構を平易に解説、また、最新情報も含んでいる。 分担執筆 第4章 模型試験と性能換算