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群馬大学大学／赤石金属工業株式会社
| 群馬大学工学部 機械システム工学科 教授 |
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小保方 富 夫 |
| 群馬大学大学院 工学研究科 生産工学専攻１年 |
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新 井 幹 彦 |
| 赤石金属工業株式会社 代表取締役 |
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赤 石 尚 志 |
| 赤石金属工業株式会社 専務取締役 |
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赤 石 充 聰 |
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5-1．ベルマウスなしの場合
ベルマウスなしでの実験と数値シミュレーションは図３に示す直径196mm、高さ66mmのプロペラファンを使用した。計算領域を示す図４は、Ｐ-Ｑ特性を調べるために実験で使われたファン特性試験装置の空気流入側に計算のための円筒部を追加してある。次に計算格子を図５に示す。ファン近傍は他の部分に比べて格子の数を多くしている。計算要素数は約70万であり、これよりも少ない要素数では最大静圧と最大流量付近の差が大きくなり精度が保証されなくなる。この場合のＰ-Ｑ特性の実験結果と計算結果を示したものが図１である。計算結果は実験結果と比較して最大静圧付近でわずかに差があるものの、全体的によく一致し、Ｐ-Ｑ線図の特徴も再現されており、十分実用に耐えるものと思われる。
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| 図1 ベルマウスなしのＰ-Ｑ線図 |
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| 図3 ベルマウスなしで使用したファン |
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| 図4 ベルマウスなしで使用した計算領域 |
次に計算結果の流速分布を三次元ベクトルにより、流量
0m３/min と 6.67m３/minの場合について図６に示す。ファンによる空気の流れ方向は左から右である。流量
0m３/min では流れは右方向へは流出せず、ファン近傍で循環している様子がわかる。また、流量が
6.67m３/minでは右方向へ流出している流れがわかる。
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図6 流量と０と6.67m3/minでの
大気条件との相対圧力分布 |
次に図６と同一条件における圧力分布を図７に示す。速度分布に対応した圧力分布の様子が示されている。流量０ではファンの前後に大きな圧力差がみられ、流量が
6.67m３/min ではファン前後の圧力差は小さい。
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| 図4 ベルマウスなしで使用した計算領域 |
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| 図5 ベルマウスなしで使用した計算格子 |
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図7 流量と０と6.67m3/minでの
大気条件との相対圧力分布 |
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