回転体に駆動される気液二相流のトルクと流動様式

摘要

トランスミッション内の回転機構は、それらが接触し、かみ合うことで動力を伝達する。接触やかみ合いによって生じる摩擦を抑制するために、機構内は潤滑油一空気系の気液二相状態となる。潤滑油は攪拌やせん断により動力損失を増加させ、例えば、高速で回転するギア周りでは、潤滑油が飛散し、動力損失が増加することが知られている。加えて、潤滑油の物性値や攪拌条件により、潤滑油が発熱部へ行き届かない場合、機器の破損に繋がる可能性がある。流体損失低減、攪拌効率向上、機器の安全保証の三つを同時に実現するためには、気液の空間分布、すなわち流動状態の評価が必要となる。本論文が対象とする上述の系は、回転体と静止壁間の気液二相流であり、気液界面は大きく変形するため、現象は複雑である。そのため、様々な幾何形状にも対応した数値計算手法と、統一的な流動状態の評価が必要と言える。