プラント配管内用非振動型温度計の形状特定とその開発研究

• 資料種別: 文書・図像類
• タイトル: プラント配管内用非振動型温度計の形状特定とその開発研究
• 著者・編者: 岡島, 厚; Okajima, Atsushi
• 著者標目: 岡島, 厚; Okajima, Atsushi
• 出版事項: 金沢大学自然科学研究科
• 出版年月日等: 2005-03
• 出版年（W3CDTF）: 2005-03
• 並列タイトル等: Research and Development on Shapes of Non-Vibrational Thermocouple in the Pipe System of Industrial Plants
• タイトル（掲載誌）: 平成16(2004)年度 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究成果報告書 = 2004 Fiscal Year Final Research Report
• 巻号年月日等（掲載誌）: 2002-2004
• 掲載巻: 2002-2004
• 掲載ページ: 9p.-
• 本文の言語コード: jpn
• 件名標目: 流体関連振動; 円柱; 渦励振; 流れ方向振動; アスペクト比; テーパ比; 乱れ強さ; 数値シミュレーション; Flow-induced vibration; In-line oscillation; Bluff body; Circular cylinder; Reduced mass damping parameter; Aspect ratio; Taperd circular cylinder; Turbulent flow
• 対象利用者: 一般
• 一般注記: 構造物の流れ方向流力振動に関する水槽、風洞実験そして数値シミュレーションによって得られた一連の研究成果に基づいて、プラント配管内で実際に使用可能な温度計の開発研究を行った。すなわち、種々な断面形状の構造物においてそのアスペクト比やテーパ比などの流力振動特性に及ぼす影響を調べ、流れ方向振動、直角方向の渦励振などの流力振動を回避可能な、いわゆる振動し難い温度計形状を特定することを目的とし、以下のことを明らかにした。(1)弾性支持された円柱及び種々な断面比の矩形柱の振動特性と流れパターンの対応を示し、共振流速の1/2付近で流れ方向振動が生じることを実験及び数値シミュレーションで明らかにし、LESが流力振動のシミュレーションに有効なことを示した。(2)アスペクト比が小さい場合は1つの励振域、大きい場合は2つの励振域を生じ、アスペクト比が大きくなるに従い第2励振域が明瞭になる。(3)換算減衰率Cnに対する応答振幅の影響は、2次元円柱は第2励振域より第1励振域の方が敏感にCnに対して敏感に振幅が抑制されるが、片持ち支持円柱の場合は、2次元円柱の2つの励振域の中間的な減衰特性を示す。(4)テーパ付き円柱は先端から1/3の直径を用いることで特性が整理できる。テーパ比5,10%の円柱は換算減衰率に対して2次元円柱より敏感に振幅が減衰することより、日本機械学会の「配管内円柱状構造物の流力振動評価指針」での流れ方向の抑制条件Vr<3.3かつCn>2.5がテーパ付き円柱でも適用可能である。(5)接近流の乱れ強さや気泡の混入は、第二励振域の振動が抑制されることを明らかにした。これらの研究成果は、日本機械学会など関連学会の論文集に6編、そして16編の口頭発表論文として報告し、配管内構造物設計のガイドラインとして学会評価基準に反映し、基準の高い確度と適用範囲の拡大化を図るものとなった。; Flow-induced oscillation of circular and rectangular cylinders were studied by free-oscillation tests in a water tunnel and a wind tunnel and also by numerical simulations. Flow-induced oscillation of bluff bodies occurs in industrial plants such as nuclear power plants, petroleum/chemical plants and offshore platforms. Usually, a thermocouple and a sensor probe are inserted in the pipe system. If the working fluid is a liquid, such cantilever-shaped structures with extremely small mass ratios may be easily induced by the flow to oscillate. We carried out multiple experimental and numerical studies where cylinders were elastically supported at both ends and where the cylinder was cantilevered. The main conclusions to obtained from these experiments and numerical simulations are as follows.(1)The response characteristics of cylinders with aspect ratios of 5 and 10 show single excitation region in the range of reduced velocity Vr from 1.0 to 4.0, in contrast to the cylinders with aspect ratios of 14 and 21. Most notably, the aspect ratio affects the depth of valley between the first and second excitation regions and the amplitudes of the second excitation regions.(2)It was found that cylinders with taper ratios of 2.5% to 10% had two excitation regions, while cylinders with taper ratios less than 1% had one excitation region. The taper ratio, therefore, affects the amplitude of the second excitation region. The reference diameter of the tapered cylinder was defined by the diameter at 1/3 length from tip in consideration of the results of oscillation characteristics of tested cylinders. The cylinder with any taper ratio did not oscillated at Vr<1.0. The amplitude of the cylinder with any taper ratio was suppressed at less mass-damping parameter Cn than 2.5, which is the suppression criteria for in-line oscillation of 2-dimensional cylinder.(3)The publication "Guideline for Evaluation of Flow-Induced Vibration of a Cylindrical Structure in a Pipe" by the Japan Society of Mechanical Engineers, Standard JSME S012-1998 is certified to include the case of a cantilever-shaped cylinder with a finite span length.; 研究課題/領域番号:14350091, 研究期間(年度):2002-2004; 出典：「プラント配管内用非振動型温度計の形状特定とその開発研究」研究成果報告書 課題番号14350091 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
• DOI: 10.24517/00049363
• 一次資料へのリンクURL: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=43014&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
• オンライン閲覧公開範囲: 限定公開
• 著作権情報: CC BY-NC-ND
• 関連情報: https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=80013689; https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14350091/; https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-14350091/143500912004kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
• 連携機関・データベース: 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• 提供元機関・データベース: 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA