ロケットエンジン用ターボポンプのキャビテーションサージ現象に対する入口配管の音響的効果（第2報,非線形要素による周波数の不連続変化）

摘要

しかし，宇宙航空研究開発機構において，あるロケットエンジン用ターボポンプの試験を行った結果，図1に示すように脈動の圧力振幅の値を円の直径で表現すると，キャビテーションサージの周波数が従来の解析モデルの周波数（図1の実線）より高く，かつ周波数が不連続に変化する現象が認められた．このため，第1報では流体の圧縮性を考慮することによりターボポンプの入口配管内の音響的効果をモデルに取り入れ，周波数が不連続となる事象の解明を行った．しかし，図1においてキャビテーション数。σ/σ_D＝2.5あたりで，周波数ω_R/ω_fが約1.5から約1.0へ飛躍する事象については，定性的な議論に留まっており完全には再現できていない．その原因として，圧力変動の振幅は小さく正弦波的な振動，即ち線形現象と仮定したことにあると考え，本報ではキャビテーション数が極めて低いところで発生するサージ問題のような非線形性の影響をも考慮できるように特性曲線法によって事象の解明を行った．