JP3046558B2 - Oscillating flow generator - Google Patents
Oscillating flow generatorInfo
- Publication number
- JP3046558B2 JP3046558B2 JP9088642A JP8864297A JP3046558B2 JP 3046558 B2 JP3046558 B2 JP 3046558B2 JP 9088642 A JP9088642 A JP 9088642A JP 8864297 A JP8864297 A JP 8864297A JP 3046558 B2 JP3046558 B2 JP 3046558B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- pipe
- piston disk
- flow
- gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、漂砂、乱流などの
水理実験のために使用されるピストン駆動式閉鎖型振動
流発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston-driven closed-type oscillatory flow generator used for hydraulic experiments such as drifting sand and turbulence.
【0002】[0002]
【従来の技術】海底における漂砂や乱流といった現象
は、波によって海底に振動流場が形成されることに起因
している。従って、これらの現象に関する水理実験を行
い、または、海底の振動流場における生物の生態などを
研究するための実験を行うには、人工的に振動流を発生
させる装置が必要となる。2. Description of the Related Art Phenomena such as drifting sand and turbulence on the sea floor are caused by the formation of an oscillating flow field on the sea floor by waves. Therefore, in order to conduct a hydraulic experiment on these phenomena or to conduct an experiment for studying the ecology of living things in an oscillating flow field on the sea floor, a device for artificially generating an oscillating flow is required.
【0003】従来より、このような実験を行うに際して
は、第1図に示すように、一部に観測部9を有する環状
の閉鎖系管路3内で、ピストン盤5を図中矢印で示した
Eの範囲でピストン盤駆動手段7により往復運動させ、
正逆両方向に進む往復流(振動流)を管路3内において
発生させるような、ピストン駆動式の振動流発生装置1
が用いられることが多い。Conventionally, when conducting such an experiment, as shown in FIG. 1, a piston disk 5 is indicated by an arrow in the figure in an annular closed system pipe 3 having an observation part 9 in a part thereof. Reciprocated by the piston disk drive means 7 in the range of E
A piston-driven oscillating flow generator 1 that generates a reciprocating flow (oscillating flow) traveling in both forward and reverse directions in a pipeline 3.
Is often used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な実験においては、振動流の流速波形を任意に、しかも
精度良く制御することが極めて重要であるため、所望の
振動流を管路内で生じさせるために必要なピストン盤の
駆動速度をコンピュータを用いて予め算出して、ピスト
ン盤の往復運動を制御することが望ましい。In the above experiment, it is extremely important to control the flow velocity waveform of the oscillating flow arbitrarily and accurately, so that a desired oscillating flow is generated in the pipeline. It is desirable to control the reciprocating motion of the piston disk by calculating beforehand the driving speed of the piston disk required to cause the generation using a computer.
【0005】しかし、上記のような構造に係るピストン
駆動式の振動流発生装置は、図2に示すように、ピスト
ン盤5の駆動時において、例えばピストン盤5がJの方
向へ押し出されると、ピストン盤5と管路内壁3aとの
わずかな隙間から流体がZの方向へ抜けてしまうため
に、発生流速に欠損が生じてしまう。即ち、再現すべく
コンピュータに入力された振動流の流速波形(入力波
形)と、この入力値に基きコンピュータによってピスト
ン盤の往復運動が制御された結果、実際に管路内に生じ
た振動流の流速の波形(出力波形)との間にずれが生じ
てしまうという問題がある。図3のグラフからも明らか
なように、この流速の欠損は、特に流速のピーク時にお
いて顕著である。[0005] However, in the piston-driven vibratory flow generating device according to the above-described structure, as shown in FIG. 2, when the piston disk 5 is driven, for example, when the piston disk 5 is pushed in the direction of J when the piston disk 5 is driven. Since the fluid leaks in the Z direction from a slight gap between the piston board 5 and the inner wall 3a of the pipeline, the generated flow velocity is lost. That is, the flow velocity waveform (input waveform) of the oscillating flow input to the computer for reproduction and the control of the reciprocating motion of the piston board by the computer based on the input value result in the oscillating flow actually generated in the pipe line. There is a problem that a deviation occurs from the flow velocity waveform (output waveform). As is clear from the graph of FIG. 3, the loss of the flow velocity is particularly remarkable at the peak of the flow velocity.
【0006】そこで、上記のような発生流速の欠損を無
くし、流速の入力波形と出力波形を一致させるべく、ピ
ストン盤周りに図4に示すようなテフロン樹脂膜方式の
パッキン13や、図5に示すようなコットングリス方式
のパッキン15を装着して、管路内壁3aとピストン盤
5の隙間を埋めて流体の抜けを防止しようとする試みが
なされた。しかしながら、ピストン盤周りに上記のよう
なパッキンを装着することによって、ピストン盤5と管
路内壁3aとの隙間からの流体の抜けは抑えられ、入力
波形に近い出力波形が得られたが、図6のグラフに示す
ように、ピストン盤5に装着されたパッキンと管路内壁
3aとの摩擦によって出力波形に数Hz程度の変動成分
が不可避的に生じてしまうことが明らかになった。Therefore, in order to eliminate the above-described loss of the generated flow velocity and to make the input waveform of the flow velocity coincide with the output waveform, a packing 13 of a Teflon resin film type as shown in FIG. Attempts have been made to mount the packing 15 of the cotton grease type as shown and fill the gap between the pipe inner wall 3a and the piston disc 5 to prevent the fluid from leaking. However, by installing the packing as described above around the piston disk, the escape of fluid from the gap between the piston disk 5 and the pipe inner wall 3a was suppressed, and an output waveform close to the input waveform was obtained. As shown in the graph of FIG. 6, it has been clarified that a fluctuation component of about several Hz is inevitably generated in the output waveform due to friction between the packing mounted on the piston board 5 and the pipe inner wall 3a.
【0007】以上のように、流体のすり抜けによる流速
の欠損という問題を回避するためにピストン盤と管路内
壁との隙間を小さくしようとすると、摩擦によって出力
波形に変動が生じてしまう一方、摩擦を回避するために
隙間を設けると、流体のすり抜けによって流速の欠損が
生じてしまうという相反する問題が存在するために、任
意の振動流の流速波形を高精度に制御するということは
非常に困難であった。As described above, if an attempt is made to reduce the gap between the piston disk and the inner wall of the pipe in order to avoid the problem of flow velocity loss due to the passage of fluid, the output waveform fluctuates due to friction. It is very difficult to control the flow velocity waveform of an arbitrary oscillating flow with high accuracy because there is a contradictory problem that if the gap is provided to avoid the flow, the flow velocity will be lost due to the passage of the fluid. Met.
【0008】本発明は、上記のような問題点を回避すべ
くなされたものであって、出力波形の変動成分を取り除
くため、パッキンを装着する代わりに、ピストン盤と管
路内壁との間に積極的に隙間を設け、この隙間からの流
体の抜けを理論的に予測して、入力波形を予め変形させ
ることにより出力流速を所定の任意波形に制御できるよ
うな振動流発生装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to avoid the above-described problems. In order to remove a fluctuation component of an output waveform, instead of installing a packing, a space is provided between a piston disk and an inner wall of a pipeline. To provide an oscillating flow generator capable of positively providing a gap, theoretically predicting the escape of fluid from this gap, and controlling the output flow velocity to a predetermined arbitrary waveform by deforming the input waveform in advance. With the goal.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による振動流発生装置は、外部から内部を観
測可能な観測部を有するとともに流体が充填された環状
の閉鎖系管路と、前記管路内に管路を閉塞するように配
置されるピストン盤と、前記管路の内壁に沿って前記ピ
ストン盤を往復運動させるピストン盤駆動手段と、再現
しようとする振動流の波形を特定すべく入力された値に
基づいて、前記波形の振動流を管路内に生じさせるため
に必要なピストン盤の駆動速度を決定するとともに、前
記決定された値に基づいてピストン盤の往復運動を制御
するための信号を前記ピストン盤駆動手段に送出するプ
ログラムを記録したコンピュータとからなる振動流発生
装置であって、前記管路の内壁と前記ピストン盤との間
に隙間を設けるとともに、前記コンピュータは、ピスト
ン盤の駆動時において前記隙間からすり抜ける流体の量
を考慮して、所望の振動流を観測部において生じさせる
ために必要なピストン盤の駆動速度を決定するプログラ
ムを記録していることを特徴としている。In order to achieve the above object, an oscillatory flow generating device according to the present invention has an observing section capable of observing the inside from the outside and an annular closed system pipe filled with fluid, A piston disk arranged in the pipeline to close the pipeline, a piston disk drive means for reciprocating the piston disk along an inner wall of the pipeline, and a waveform of an oscillating flow to be reproduced is specified. Based on the value input in order to determine the driving speed of the piston disk required to generate the oscillating flow of the waveform in the pipeline, the reciprocating motion of the piston disk is determined based on the determined value. A computer recording a program for sending a signal for control to the piston disk drive means, and a vibration flow generator comprising a gap between an inner wall of the pipe and the piston disk. On the other hand, the computer records a program for determining a driving speed of the piston disk required to generate a desired oscillating flow in the observation unit in consideration of an amount of fluid slipping through the gap when driving the piston disk. It is characterized by having.
【0010】即ち、本発明においては、管路内壁とピス
トン盤との間に隙間が設けられているため、管路内壁面
とピストン盤との摩擦による出力波形の変動を回避でき
るだけでなく、そのような隙間からすり抜ける流体の量
を考慮しながら、所望の振動流を生じさせるために必要
なピストン盤の駆動速度を決定するので、極めて高精度
に振動流の出力波形を制御することができる。That is, in the present invention, since a gap is provided between the inner wall of the pipeline and the piston disk, the output waveform can be prevented from fluctuating due to friction between the inner wall of the pipeline and the piston disk. Since the driving speed of the piston disk required to generate the desired oscillating flow is determined in consideration of the amount of the fluid passing through the gap, the output waveform of the oscillating flow can be controlled with extremely high accuracy.
【0011】なお、前記管路の内壁と前記ピストン盤と
の間に設けられる隙間の幅は、0.5mm〜1.5mm
に設定されることが好ましい。これは、隙間の幅を大き
くすればするほど、隙間からすり抜ける流体の量が増
し、ピストン盤駆動手段を最大出力で稼動させた場合に
管路内に発生させることができる流体の最大速度(最大
出力流速)が小さくなってしまうという問題があるから
である。また、精度の問題ではあるが、隙間の幅が0.
5mmよりも小さいと、ピストン盤の駆動時においてピ
ストン盤が管路内壁に接触してしまうおそれがあり、そ
れによって出力波形に変動成分が生じてしまうという問
題があるからである。The width of the gap provided between the inner wall of the pipe and the piston board is 0.5 mm to 1.5 mm.
Is preferably set to. This means that the larger the width of the gap, the greater the amount of fluid that slips through the gap, and the maximum velocity of fluid that can be generated in the pipeline when the piston disk drive is operated at the maximum output (maximum speed). This is because there is a problem that the output flow velocity) becomes small. In addition, although there is a problem of accuracy, when the width of the gap is set to 0.
If the diameter is smaller than 5 mm, the piston disk may come into contact with the inner wall of the conduit when the piston disk is driven, which causes a problem that a fluctuation component occurs in the output waveform.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る振動流発生装置の一実施例を説明する。図7
は、本発明に係る振動流発生装置1の外観斜視図であ
る。3は閉鎖系の管路であって、内部には流体が充填さ
れている。この管路3の一部には、観測部9が設けられ
ている。この観測部9は、長さ5m程の直線状で断面は
矩形を呈しており、上部と側面部に透明窓を有するた
め、内部を観察できるようになっている。5はピストン
盤であって、管路3内において管路3を閉塞するように
配置されているが、図9に示すように、ピストン盤5と
管路内壁3aとの間には隙間が設けられている。そし
て、本実施例においては、この隙間の幅は1mmに設定
されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an oscillating flow generator according to the present invention. FIG.
1 is an external perspective view of an oscillating flow generator 1 according to the present invention. Reference numeral 3 denotes a closed system pipe line, which is filled with a fluid. An observation unit 9 is provided in a part of the pipeline 3. The observing section 9 has a linear shape with a length of about 5 m and a rectangular cross section. The observing section 9 has transparent windows on the upper and side surfaces, so that the inside can be observed. Numeral 5 denotes a piston disc, which is arranged so as to close the pipe 3 in the pipe 3. As shown in FIG. 9, a gap is provided between the piston disc 5 and the pipe inner wall 3a. Have been. In this embodiment, the width of the gap is set to 1 mm.
【0013】7はピストン盤駆動手段であって、内蔵さ
れている油圧サーボシステム(図示せず)等によって、
ピストン盤5を前後に駆動させて、管路3内に振動流を
発生させる。11は制御プログラムが記録されているコ
ンピュータであって、入力値に基づいてピストン盤5の
駆動速度を決定し、ピストン盤駆動手段7に制御信号を
送出することによってピストン盤5の往復運動を制御す
るものである。Reference numeral 7 denotes a piston disk driving means, which is driven by a built-in hydraulic servo system (not shown) or the like.
By driving the piston disk 5 back and forth, an oscillating flow is generated in the pipeline 3. Numeral 11 denotes a computer in which a control program is recorded, which determines the driving speed of the piston disk 5 based on the input values and controls the reciprocating motion of the piston disk 5 by sending a control signal to the piston disk driving means 7. Is what you do.
【0014】次に、本発明に係る振動流発生装置1を用
いて所望の振動流を発生(再現)させる具体的な手順に
ついて説明する。まず、装置を作動させる前提として、
演算に必要な装置固有の定数をコンピュータ11に入力
する。装置固有の定数とは、管長、各領域における流体
の断面積、損失係数等である。Next, a specific procedure for generating (reproducing) a desired vibration flow using the vibration flow generator 1 according to the present invention will be described. First, as a prerequisite for operating the device,
A device-specific constant required for the calculation is input to the computer 11. The device-specific constants include a pipe length, a cross-sectional area of a fluid in each region, a loss coefficient, and the like.
【0015】次いで、再現したい振動流の波形を設定
し、コンピュータ11に入力する。この振動流の波形の
設定は、管路内における流体の速度v1 を時間tとの関
係で特定することにより行う。例えば、海底における砂
の運動を再現したい場合には、管路内の流体の速度v1
が図8に示すような時間波形となるように設定する。ま
た、流速の設定は数式でも良く、更にまた、次表に示す
ような単位時間毎の離散的な数字の入力でも良い。Next, the waveform of the oscillating flow to be reproduced is set and input to the computer 11. The setting of the waveform of the oscillating flow is performed by specifying the velocity v 1 of the fluid in the pipeline in relation to the time t. For example, when it is desired to reproduce the motion of sand on the sea floor, the velocity v 1 of the fluid in the pipeline is required.
Are set to have a time waveform as shown in FIG. In addition, the setting of the flow velocity may be a mathematical expression, or may be a discrete numerical value input per unit time as shown in the following table.
【0016】 (入力例) 時間t(秒) 流速v1 (メートル/秒) ──────────────────────── 1 0.2 2 0.4 3 0.8 4 1.0 5 0.7(Input Example) Time t (second) Flow velocity v 1 (meter / second) ──────────────────────── 10.2 20 .4 3 0.8 4 1.0 5 0.7
【0017】続いて、所望の波形を呈する振動流を再現
するために必要なピストン盤5の駆動速度の値vP を、
ピストン盤5と管路3の内壁との隙間からすり抜ける流
体の量を考慮しつつ、コンピュータ11に演算させる。
具体的には、次のようなピストン盤5の速度vP と管路
内の流体の速度v1 の関係式(数式1〜数式3)を用い
て、vP の値を求める。Subsequently, the value v P of the driving speed of the piston disk 5 necessary for reproducing the oscillating flow having a desired waveform is represented by:
The computer 11 is caused to calculate while considering the amount of fluid that slips through the gap between the piston board 5 and the inner wall of the pipe 3.
Specifically, by using the relational expressions velocity v 1 of the fluid velocity v P and conduit of the piston plate 5 as follows (the formula 1 formula 3), obtaining the value of v P.
【0018】[0018]
【数1】 (Equation 1)
【0019】[0019]
【数2】 (Equation 2)
【0020】[0020]
【数3】 (Equation 3)
【0021】そして、得られた値vP に基づいて、ピス
トン盤5の駆動速度を制御すべく、コンピュータ11か
らピストン盤駆動手段7に制御信号を送出させる。これ
によって、ピストン盤5が管路3内において速度vP で
駆動することになり、管路3内で流体の振動流が発生す
る。そして、管路3内におけるこの流体の速度はv1と
なり、所望の振動流が再現されることになる。Then, based on the obtained value v P , the computer 11 sends a control signal to the piston disk drive means 7 to control the driving speed of the piston disk 5. As a result, the piston disk 5 is driven at the speed v P in the pipe 3, and an oscillating flow of fluid is generated in the pipe 3. The velocity of the fluid in the conduit 3 v 1 becomes, the desired oscillating flow is reproduced.
【0022】次に、所望の振動流(流速=v1 )の再現
に必要なピストン盤5の駆動速度vP を求めるために、
上記数式1乃至数式3が用いられる根拠について説明す
る。Next, in order to determine the driving speed v P of the piston disk 5 necessary for reproducing a desired oscillating flow (flow rate = v 1 ),
The basis for using the above formulas 1 to 3 will be described.
【0023】ここで、管路3内の振動流場に対する基礎
方程式の導出と、必要な定義付けを行う。まず、ピスト
ン盤5と管路3の内壁との隙間から流体の抜けが生じて
いることを考慮して、管路3内の振動流場をピストン盤
5の前面5aから後面5bまでの管長Lにわたる領域
(管路領域)とピストン盤5と管路3の内壁との隙間の
領域(隙間領域)との二つに分離する。そして、図9に
示すとおり、管路領域の流体の断面積をA1 、その流速
をv1 と定義し、同様に隙間領域の流体の断面積を
A2 、その流速をv2 と定義する。また、ピストン盤5
の前面5a及び後面5bの面積並びにピストン盤5に押
し出される流体の断面積をAP 、ピストン盤5の駆動速
度及びピストン盤5に押し出される流体の速度をvP と
定義する。Here, the basic equations for the oscillating flow field in the pipe 3 are derived and necessary definitions are made. First, in consideration of the fact that fluid escapes from the gap between the piston board 5 and the inner wall of the pipe 3, the oscillating flow field in the pipe 3 is set to the pipe length L from the front face 5 a to the rear face 5 b of the piston board 5. (A pipe region) and a gap region (gap region) between the piston board 5 and the inner wall of the pipeline 3. Then, as shown in FIG. 9, the sectional area of the fluid in the pipeline region is defined as A 1 and its flow velocity is defined as v 1, and similarly, the sectional area of the fluid in the gap region is defined as A 2 and its flow velocity is defined as v 2 . . In addition, piston board 5
The area of the front surface 5a and the rear surface 5b of the above and the cross-sectional area of the fluid pushed out to the piston board 5 are defined as A P , and the driving speed of the piston board 5 and the speed of the fluid pushed out to the piston board 5 are defined as v P.
【0024】そして、管路全体の連続式と断面平均され
た非定常ベルヌーイの定理で構成される基礎式を連立し
て解く。具体的には次のような式が与えられる。Then, a continuous equation of the entire pipeline and a basic equation composed of the unsteady Bernoulli's theorem whose section is averaged are simultaneously solved. Specifically, the following equation is given.
【0025】[0025]
【数4】 (Equation 4)
【0026】[0026]
【数5】 (Equation 5)
【0027】ここで、pは圧力(静水圧分を差し引いた
もの)、gは重力加速度、sは流軸方向、A( s) は管
路断面積、Qは流量、αはエネルギー補正係数(=1.
1)、βは運動量補正係数(=1.0)、hl はエネル
ギー損失水頭である。上記数式5を管路領域に適用すべ
く、ピストン盤5の前面5aから後面5bまで流軸方向
に管長Lにわたって上記数式5を積分すると、次式が導
出される。Here, p is a pressure (a hydrostatic pressure is subtracted), g is a gravitational acceleration, s is a flow axis direction, A (s) is a pipe cross-sectional area, Q is a flow rate, and α is an energy correction coefficient ( = 1.
1), β is the momentum correction coefficient (= 1.0), and h l is the energy loss head. In order to apply the above equation (5) to the pipeline area, when the above equation (5) is integrated over the pipe length L in the flow axis direction from the front surface 5a to the rear surface 5b of the piston board 5, the following equation is derived.
【0028】[0028]
【数6】 (Equation 6)
【0029】ここでΔp1 はピストン盤5前後の圧力
差、hl1は管路領域でのエネルギー損失水頭であり、ま
た、m1 は次のように定義される。Here, Δp 1 is the pressure difference before and after the piston disk 5, h l1 is the head of energy loss in the pipeline area, and m 1 is defined as follows.
【0030】[0030]
【数7】 (Equation 7)
【0031】一方、隙間領域に関しても、管路領域と同
様に、数式5を用いれば次のように記述することが出来
る。On the other hand, the gap region can be described as follows by using Equation 5 as in the case of the pipeline region.
【0032】[0032]
【数8】 (Equation 8)
【0033】ここでm2 は、数式7に関して積分範囲を
隙間領域に設定したものである。また、hl2は隙間領域
でのエネルギー損失水頭である。Here, m 2 is obtained by setting the integral range in Equation 7 to the gap region. H l2 is the energy loss head in the gap region.
【0034】次に、数式6と数式8から圧力項を消去
し、2gを両辺に乗ずると次式が得られる。Next, the pressure term is deleted from Equations 6 and 8, and 2g is multiplied on both sides to obtain the following equation.
【0035】[0035]
【数9】 (Equation 9)
【0036】ここで、各領域でのエネルギー損失水頭項
に関しては、通常用いられているように、各領域での速
度の自乗に比例する形で表している。そこでこの比例係
数K1 、K2 は、管路領域、隙間領域において生じる種
々の損失の和で表される。本実施例においては、管路領
域について、摩擦損失、漸拡損失、及び曲がり損失係数
を合計している。一方、隙間領域については、ピストン
盤が管路内壁面に対して相対運動をすることやピストン
盤の端部形状が実際には直線的でないこともあって、損
失係数の評価は困難であることから、実測流速波形の再
現性に基づいて、経験的に導かれる値を設定してもよ
い。Here, the energy loss head term in each region is expressed in a form proportional to the square of the velocity in each region, as is generally used. Therefore, the proportional coefficients K 1 and K 2 are represented by the sum of various losses that occur in the pipeline region and the gap region. In this embodiment, the friction loss, the gradual expansion loss, and the bending loss coefficient are summed up for the pipe region. On the other hand, in the clearance area, it is difficult to evaluate the loss coefficient because the piston disk moves relative to the pipe inner wall surface and the end shape of the piston disk is not actually linear. Therefore, an empirically derived value may be set based on the reproducibility of the measured flow velocity waveform.
【0037】そして、数式4及び数式9によりv2 を消
去し整理すると、数式1乃至数式3の関係式が得られる
という訳である。Then, when v 2 is deleted and rearranged according to Equations 4 and 9, the relational expressions of Equations 1 to 3 are obtained.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピストン盤と管路内壁との摩擦に起因する出力波形の変
動を回避でき、また、ピストン盤と管路内壁との間に積
極的に隙間を設け、コンピュータがピストン盤の駆動速
度を決定する際、その隙間をすり抜ける流体の量を考慮
するため、出力波形を極めて高精度に制御することがで
きる。As described above, according to the present invention,
Fluctuations in the output waveform due to friction between the piston disk and the inner wall of the pipeline can be avoided, and a gap is positively provided between the piston disk and the inner wall of the pipeline so that the computer determines the driving speed of the piston disk. Since the amount of fluid passing through the gap is taken into account, the output waveform can be controlled with extremely high accuracy.
【0039】また、請求項2に係る発明によれば、ピス
トン盤と管路内壁との間に設けられる隙間の幅が0.5
mm〜1.5mmに設定されているので、最大出力流速
の低減化を回避できるだけでなく、ピストン盤と管路内
壁との接触を防止でき、出力波形における新たな変動成
分の混入を防ぐことができる。According to the second aspect of the present invention, the width of the gap provided between the piston disk and the inner wall of the pipeline is 0.5
Since it is set to 1.5 mm to 1.5 mm, not only can the reduction of the maximum output flow velocity be avoided, but also the contact between the piston disk and the inner wall of the pipeline can be prevented, and the mixing of new fluctuation components in the output waveform can be prevented. it can.
【図1】従来の振動流発生装置の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a conventional oscillatory flow generator.
【図2】図1の振動流発生装置の一部断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the oscillating flow generator of FIG.
【図3】従来の振動流発生装置による振動流の入力波形
と出力波形とのずれを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a difference between an input waveform and an output waveform of an oscillating flow by a conventional oscillating flow generating device.
【図4】従来の振動流発生装置におけるピストン盤にパ
ッキンを装着した状態を示す図である。FIG. 4 is a view showing a state in which packing is mounted on a piston board in a conventional oscillatory flow generator.
【図5】従来の振動流発生装置におけるピストン盤にパ
ッキンを装着した状態を示す図である。FIG. 5 is a view showing a state in which packing is mounted on a piston board in a conventional vibration flow generating device.
【図6】従来の振動流発生装置による振動流の出力波形
の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an output waveform of an oscillating flow by a conventional oscillating flow generator.
【図7】本発明に係る振動流発生装置1の外観斜視図で
ある。FIG. 7 is an external perspective view of the vibration flow generator 1 according to the present invention.
【図8】振動流の入力波形の一例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an input waveform of an oscillating flow.
【図9】本発明に係る振動流発生装置1の一部断面図で
ある。FIG. 9 is a partial sectional view of the oscillating flow generator 1 according to the present invention.
1…振動流発生装置 3…管路 3a…管路内壁 5…ピストン盤 7…ピストン盤駆動手段 9…観測部 11…コンピュータ 13…テフロン樹脂膜方式のパッキン 15…コットングリス方式のパッキン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oscillation flow generator 3 ... Pipe 3a ... Pipe inner wall 5 ... Piston board 7 ... Piston board drive means 9 ... Observation part 11 ... Computer 13 ... Teflon resin film type packing 15 ... Cotton grease type packing
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 10/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01M 10/00
Claims (2)
るとともに流体が充填された環状の閉鎖系管路と、前記
管路内に管路を閉塞するように配置されるピストン盤
と、前記管路の内壁に沿って前記ピストン盤を往復運動
させるピストン盤駆動手段と、再現しようとする振動流
の波形を特定すべく入力された値に基づいて、前記波形
の振動流を管路内に生じさせるために必要なピストン盤
の駆動速度を決定するとともに、前記決定された値に基
づいてピストン盤の往復運動を制御するための信号を前
記ピストン盤駆動手段に送出するプログラムを記録した
コンピュータとからなる振動流発生装置であって、前記
管路の内壁と前記ピストン盤との間に隙間を設けるとと
もに、前記コンピュータは、ピストン盤の駆動時におい
て前記隙間からすり抜ける流体の量を考慮して、所望の
振動流を観測部において生じさせるために必要なピスト
ン盤の駆動速度を決定するプログラムを記録しているこ
とを特徴とする、振動流発生装置。An annular closed system pipe having an observation part capable of observing the inside from the outside and filled with a fluid; a piston disk arranged in the pipe so as to close the pipe; Piston disk drive means for reciprocating the piston disk along the inner wall of the pipe, and the vibration flow of the waveform is introduced into the pipe based on a value input to specify the waveform of the vibration flow to be reproduced. A computer recording a program for determining a driving speed of the piston disk required to cause the piston disk to send a signal for controlling reciprocation of the piston disk to the piston disk driving means based on the determined value; A gap between the inner wall of the pipe and the piston board, and the computer slips through the gap when driving the piston board. Flow generator, characterized in that a program for determining a driving speed of a piston disk required to generate a desired vibration flow in the observation unit is recorded in consideration of an amount of fluid to be generated.
設けられる隙間の幅は、0.5mm〜1.5mmに寸法
設定されることを特徴とする、請求項1に記載の振動流
発生装置。2. The vibration according to claim 1, wherein a width of a gap provided between an inner wall of the pipe and the piston board is set to 0.5 mm to 1.5 mm. Flow generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088642A JP3046558B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Oscillating flow generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088642A JP3046558B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Oscillating flow generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267789A JPH10267789A (en) | 1998-10-09 |
| JP3046558B2 true JP3046558B2 (en) | 2000-05-29 |
Family
ID=13948481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9088642A Expired - Fee Related JP3046558B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Oscillating flow generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3046558B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476092B1 (en) * | 1997-10-02 | 2005-09-12 | 삼성중공업 주식회사 | Impeller |
| JP4836103B2 (en) * | 2001-07-19 | 2011-12-14 | 株式会社電業社機械製作所 | Pump flow rate measuring method and pump flow rate measuring device |
| CN110686860B (en) * | 2019-09-20 | 2021-08-06 | 天津大学 | An experimental device that can simulate constant-amplitude variable-frequency oscillating tube flow |
| WO2025221120A1 (en) * | 2024-04-18 | 2025-10-23 | 경상국립대학교산학협력단 | Pulsation pump for achieving accurate sinusoidal flow rate |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP9088642A patent/JP3046558B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10267789A (en) | 1998-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gaster | Is the dolphin a red herring? | |
| Nyborg | Heat generation by ultrasound in a relaxing medium | |
| Nawaz et al. | Scattering of a fluid-structure coupled wave at a flanged junction between two flexible waveguides | |
| Chou et al. | Kinetic flux–vector splitting for the Navier–Stokes equations | |
| Shum | Wave‐induced advective transport below a rippled water‐sediment interface | |
| Jacobi | Propagation of sound waves along liquid cylinders | |
| Doinikov et al. | Spatio-temporal dynamics of an encapsulated gas bubble in an ultrasound field | |
| JP3046558B2 (en) | Oscillating flow generator | |
| Kawahashi et al. | Nonlinear phenomena induced by finite-amplitude oscillation of air column in closed duct: analysis of acoustic streaming | |
| Kulik et al. | Wave properties of coating for skin friction reduction | |
| Sbardella et al. | A time-domain method for the prediction of sound attenuation in lined ducts | |
| Takagi et al. | Study of a piston pump without valves: 2nd report, pumping effect and resonance in a pipe-capacity-system with a T-junction | |
| van der Meer et al. | Measurement and computation of wave induced velocities on a smooth slope | |
| CN118569038B (en) | A method for predicting and controlling the motion frequency of an ultrasonically suspended object under eccentricity | |
| Shaaban et al. | Fully developed building unit cavity source for long multiple shallow cavity configurations | |
| Saravanabalaji et al. | Dynamic compensation of acoustic resonance for water flow system | |
| Wu et al. | Geostrophic adjustment of a zero potential vorticity flow initiated by a mass imbalance | |
| De Santo | Added mass and hydrodynamic damping of perforated plates vibrating in water | |
| Karmel | Modeling and analysis of the dynamics of a variable-displacement vane-pump with a pivoting cam | |
| Pan et al. | The effect of fluid–structural coupling on acoustical decays in a reverberation room in the high‐frequency range | |
| Takei et al. | Air flow in a small gap between a bending vibrator and a reflector | |
| Eguchi et al. | Development of pulsatile flow experiment system and PIV measurement in an elastic tube | |
| Tanaka et al. | Prediction of instantaneous bottom shear stress for smooth turbulent bottom boundary layers under irregular waves | |
| Ramshaw et al. | Acoustic damping for explicit calculations of fluid flow at low Mach number | |
| Foster et al. | Steady-amplitude, self-excited oscillations of hydraulic spool valves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |