カーブしたチャネル内における3-D非等温乱流の流れの研究は、産業界において非常に重要
です。このようなタイプの流体が適用されているのは、タービンハウジングや
推進システムなどです。曲部における圧力損失と復元、それによって引き起こされる二次流れによって、流体の流れの物理現象は複雑化されます。また、高
速、高温の流れもチャネル構造に大きな応力を与えます。
今回のニュースでは、標準的なカーブのチャネル内における非等温乱流の例をご紹介し
ます。チャネルの寸法と境界条件は上の概要図に示してあります。チャネル構造は流入口で固定されています。流体はFCBI-C要素で、構造はMITC4
シェル要素でモデル化しています。427℃に熱せられたガスは、レイノルズ数300,000です。概要図の隣に示しているのは、流体の圧力です。
以下の図では、構造の変形と、熱ひずみ、塑性ひずみを示しています。これらは、この
解析で主要と思われる結果です。また、チャネルの内部、外壁に沿った静圧係数のグラフも示しています。純粋なCFD解析結果と実験結果[１]には、熱の効
果は含まれませんが、これはそれほど大きいものではありません。
今回紹介しているようなタイプの解析（大変形を含む完全連成のTFSI解析）は主
に、構造の品質を査定するために使われます。しかし構造の変形が、静圧係数のような流体の流れのパラメーターに与える影響もまた興味深いものです。
構造の変形
熱ひずみと累積相当塑性ひずみ
結果の比較
- Khalil I.M., Weber, H.G., Modeling
of Three-Dimensional Flow in Turning Channels. Journal of Engineering
for Gas Turbines and Power - Transactions of the ASME 106 (3) 1984
682-691.
