「富岳」成果創出加速プログラム:「富岳」を利用した革新的流体性能予測技術の研究開発

実証研究テーマ3

圧縮機サージの直接解析

九州大学工学研究院、岩手大学理工学部、
一般社団法人ターボ機械協会「流体性能の高精度予測と革新的流体設計分科会」

概要

 プラント、およびガスタービンなどの実機に用いられる遷音速圧縮機を対象として、システム全体にわたる長周期の流体振動現象を捉え得るほど膨大な時間ステップ数にわたって非定常三次元流動解析を実施し、それにより圧縮機サージの予測技術を確立します。

取組内容

圧縮機サージの非定常流動メカニズムを解明

 圧縮機本体だけでなく、それが設置される配管系まで含めたシステム全体を計算領域とし、圧縮機羽根車の失速現象を再現できるほど短い時間刻みを設定するとともに、長周期の流体振動現象を捉え得るほど膨大な時間ステップ数にわたって非定常三次元流動解析を「富岳」上で実施することによって、圧縮機サージの初生(マイルドサージ)から、逆流を伴うディープサージに至る非定常流動メカニズムを解明します。

圧縮機サージの予測技術を確立

 発電用ガスタービン、航空機エンジン用ガスタービン、および各種プラントにおいて高いレベルで要求されるシステムの安全性・信頼性を実現するために、圧縮機サージの予測技術を確立します。

その他

期待される効果

 ・マルチスケール問題であるサージの直接計算の実現
 ・実験計測以外でサージの発生を評価

利用するアプリケーション

 ターボ機械用DES圧縮性流れ解析ソフトウェア