回転空洞における浮力誘発流れの実験測定 高レイノルズ数条件下

要約 浮力によって誘発される流れの構造と熱伝達は、回転空洞におけるよく知られた共役問題です。ディスクの温度が流れに影響を与え、その逆もまた然りです。これにより、三次元で不安定かつ不定常な環境での研究は困難になります。さらに、流れとディスク上の熱遷移間の広範な時間スケールの範囲は、迅速なエンジン設計サイクル内でのシミュレーションを実用的でなくし、検証済みの低次元物理に基づくモデルが必要です。文献は、コアの温度と熱伝達の関係を確立しており、これは圧縮性によって影響を受けるため、ディスクのヌッセルト数が最大となる臨界レイノルズ数を示しています。本研究では、サセックスマルチプルキャビティリグによる試験セクションの絶対圧力が上昇したエンジンの代表条件下で、回転空洞の新しい熱測定を提示します。シャフトに取り付けられた熱電対レークで記録された軸方向の流れ温度の上昇は、一階のエネルギーバランス推定の機会を提供します。流入空気の密度を増加させることで、学術施設から発表が稀なReθおよびGrでの調査が可能となり、支配的な無次元パラメータ間の相互作用に関するさらなる洞察が得られます。結果は、一定のRoのすべての比較可能なケースで、Reθの増加がディスク表面温度を低下させることを示しています。Gr ≥ 1013および高温勾配にもかかわらず、熱層分けの決定的な証拠や、それに伴うシュラウドの熱伝達の急激な減少は見られません。