Updated on 2026/04/28

写真a

 
FUJISAWA, Nobumichi
 
Affiliation
Faculty of Science and Engineering, School of Fundamental Science and Engineering
Job title
Associate Professor
Degree
Doctor of engineering ( Waseda University )

Research Experience

  • 2024
    -
    Now

    Waseda University   School of Fundamental Science and Engineering   Associate Professor

  • 2025
    -
    2026

    Leibniz Universität Hannover   Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik   Visiting Researcher

  • 2022
    -
    2024

    Waseda University   School of Fundamental Science and Engineering   Assistant Professor

  • 2019
    -
    2022

    Waseda University   School of Fundamental Science and Engineering   Assistant Professor

  • 2018
    -
    2019

    Waseda University   School of Fundamental Science and Engineering   Assistant Professor

  • 2015
    -
    2018

    Waseda University   School of Fundamental Science and Engineering   Research Associate

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Committee Memberships

  • 2020
    -
    Now

    日本ガスタービン学会  学術講演会委員会

  • 2022.04
    -
    2025.03

    日本ガスタービン学会  学術講演会委員会，幹事

  • 2022
    -
    2024

    ターボ機械協会  代議員

  • 2021
    -
    2023

    日本ガスタービン学会  IGTC2023総務委員会

  • 2018
    -
    2020

    日本ガスタービン学会  統計作成委員

Professional Memberships

  • 　
    　
    　

    ターボ機械協会

  • 　
    　
    　

    日本ガスタービン学会

  • 　
    　
    　

    日本機械学会

Research Areas

  • Fluid engineering

Research Interests

  • 数値流体力学

  • ターボ機械

  • Fluid Engineering

Awards

  • 令和6年度ターボ機械協会賞（論文賞）

    2025.05  

  • 2021年度日本機械学会賞(論文)

    2022.03  

  • 2018 ASME Turbo Expo Best Paper

    2019.06  

  • ターボ機械協会第76回北見講演会 若手優秀講演賞

    2016.09  

  • 日本機械学会三浦賞

    2015.03  

  • 第42回日本ガスタービン学会学生優秀講演賞

    2014.10  

  • 日本機械学会畠山賞

    2013.03  

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Papers

  • 周方向溝型ケーシングトリートメントが過給機用遠心圧縮機の内部流れに及ぼす影響—Effects of Circumferential Groove Casing Treatment on Internal Flow in a Centrifugal Compressor for Turbochargers

    清水 玲奈, 藤澤 信道, 太田 有, 桑田 哲平, 佐藤 渉, 沼倉 龍介

    日本ガスタービン学会誌   53 ( 4 ) 166 - 173  2025.07  [Refereed]

  • Unsteady Flow Mechanism of Impeller Stall Inception in a High-Pressure Ratio Centrifugal Compressor With Bleed Slots

    Nobumichi Fujisawa, Yuta Yamamoto, Yutaka Ohta, Atsushi Ogino, Ryo Nakayama, Eijiro Kitamura

    Journal of Turbomachinery   147 ( 7 )  2025.07  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    1
    Citation
    (Scopus)

  • Unsteady Flow Structure of Rotating Instability in a 1.5-Stage Axial Compressor

    Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Mai Yamagami, Takashi Goto, Dai Kato

    Journal of Turbomachinery   147 ( 4 )  2025.04  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    2
    Citation
    (Scopus)

  • Unsteady Pre-Stall Behavior in a Centrifugal Compressor With Vaned Diffuser

    Yutaro Suzuki, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Journal of Turbomachinery   146 ( 4 )  2024.04  [Refereed]

    DOI

    Scopus

    7
    Citation
    (Scopus)

  • Internal Flow Field and Loss Structure of a Stator in an Axial Compressor at Windmilling Conditions

    川尻俊輔, 賣間弘美, 藤澤信道, 太田有

    ターボ機械   52 ( 12 )  2024  [Refereed]

    J-GLOBAL

  • UNSTEADY FLOW STRUCTURE OF ROTATING INSTABILITY IN A 1.5-STAGE AXIAL COMPRESSOR

    Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Mai Yamagami, Takashi Goto, Dai Kato

    Proceedings of the ASME Turbo Expo   12D  2024  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

  • UNSTEADY FLOW MECHANISM OF IMPELLER STALL INCEPTION IN A HIGH-PRESSURE RATIO CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH BLEED SLOTS

    Nobumichi Fujisawa, Yuta Yamamoto, Yutaka Ohta, Atsushi Ogino, Ryo Nakayama, Eijiro Kitamura

    Proceedings of the ASME Turbo Expo   12D  2024  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

  • Unsteady flow mechanism of a rotating instability in a 1.5-stage axial compressor

    Nobumichi Fujisawa, Mai Yamagami, Yutaka Ohta, Takashi Goto, Dai Kato

    Proceedings of Global Power & Propulsion Society    2023.10  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    　View Summary

    The unsteady flow mechanism of rotating instability (RI) in a 1.5-stage axial compressor is investigated through experimental and numerical analyses. The total pressure increase characteristics of the rotor blades show that a kink point occurred in a case involving a wide clearance, whereas the RI occurred below the kink point. The RI appears in the power spectrum as a gentle hump whose frequency is approximately 20%–40% of the blade-passing frequency at the blade tips. The mode of the RI disturbance increases as the flow rate decreases, whereas the propagation velocity remains unchanged. This causes the RI frequency to increase. The double-phase-locked averaging method is used to visualize the flow field inside the rotor blade when the RI occurred. The results show that as the flow rate decreases, the spacing of the pressure patterns inside the rotor blade decreases and the number of RI modes increases. Results of numerical analysis show that the RI is formed by the repeated collision and separation of the tip leakage vortex onto the pressure surface of the adjacent blade. The fluctuation in the inflow angle of the vortex entering the adjacent blade changes the blade-tip loading. The vortex fluctuations propagate in the circumferential direction.

    DOI

  • UNSTEADY PRE-STALL BEHAVIOR IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR

    Yutaro Suzuki, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Proceedings of the ASME Turbo Expo   13D  2023  [Refereed]

    DOI

    Scopus

  • DIFFUSER STALL INCEPTION IN A HIGH-PRESSURE RATIO CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH FISHTAIL PIPE DIFFUSER

    Atsushi Ogino, Nobumichi Fujisawa, Ryo Nakayama, Satoshi Aoyama, Eijiro Kitamura, Yutaka Ohta

    Proceedings of the ASME Turbo Expo   13D  2023  [Refereed]

    DOI

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    3
    Citation
    (Scopus)

  • 羽根なしディフューザを有する遠心圧縮機の旋回失速に関する実験的調査

    藤澤信道, 山尾佳史, 内藤桃子, 太田有

    ターボ機械   50 ( 6 ) 36 - 44  2022  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

  • EFFECTS OF TIP CLEARANCE ON INTERNAL FLOW AND LOSS GENERATION MECHANISM IN AN AXIAL COMPRESSOR AT WINDMILLING CONDITIONS

    Tomohiro Inada, Ryousuke Sekino, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    American Society of Mechanical Engineers, Fluids Engineering Division (Publication) FEDSM   1  2022  [Refereed]

    DOI

    Scopus

    2
    Citation
    (Scopus)

  • INTERACTION MECHANISM OF IMPELLER AND DIFFUSER STALL IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR

    Nobumichi Fujisawa, Momoko Naitou, Yutaka Ohta

    Proceedings of the ASME Turbo Expo   10-D  2022  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    2
    Citation
    (Scopus)

  • Behavior of Vaneless Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor

    Yuki Agari, Yoshifumi Yamao, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Journal of Thermal Science   31 ( 1 ) 3 - 12  2022.01  [Refereed]

    DOI

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    5
    Citation
    (Scopus)

  • The effect of unsteady vortex behavior on noise characteristics in a centrifugal compressor

    Kenta Tajima, Hiroshi Miida, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Journal of Physics: Conference Series   1909 ( 1 ) 012021 - 012021  2021.05  [Refereed]

    DOI

    Scopus

  • Rotating mechanism of diffuser stall in a centrifugal compressor with vaneless diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Yuki Agari, Yoshifumi Yamao, Yutaka Ohta

    Proceedings of the ASME Turbo Expo   2D-2021  2021  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    8
    Citation
    (Scopus)

  • Unsteady behavior and mechanism of a rotating stall in a centrifugal compressor with vaneless diffuser

    Nobumichi FUJISAWA, Hiroshi MIIDA, Kenta TAJIMA, Yutaka OHTA

    Transactions of the JSME (in Japanese)   87 ( 894 ) 20 - 00364  2021  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

  • Generation mechanism of diffuser stall in a centrifugal compressor with vaneless diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Kenta Tajima, Hiroshi Miida, Yutaka Ohta

    JOURNAL OF THE GLOBAL POWER AND PROPULSION SOCIETY   4   190 - 201  2020.12  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

  • The Unsteady Behavior of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor With Vaneless Diffuser

    Hiroshi Miida, Kenta Tajima, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Volume 1: Fluid Applications and Systems; Fluid Measurement and Instrumentation   1  2020.07  [Refereed]

    DOI

  • Effect of Forward-Swept Rotor on Stall Margin in an Axial Flow Compressor at Distorted Inflow Condition

    Kyonosuke Hamaguchi, Yuu Sakata, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Dai Kato

    International Journal of Gas Turbine, Propulsion and Power Systems   11 ( 4 ) 13 - 21  2020  [Refereed]

    DOI

  • Rotor Performance of an Axial Flow Compressor at Free and Highly Loaded Windmilling Conditions

    Wenbo Zhang, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Takashi Goto, Dai Kato

    International Journal of Gas Turbine, Propulsion and Power Systems   11 ( 2 ) 17 - 26  2020  [Refereed]

    DOI

  • Development of Rotating Stall Cell Under Coexisting Phenomena of Surge and Rotating Stall in an Axial-Flow Compressor

    Yuu Sakata, Shuji Ando, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Volume 3A: Fluid Applications and Systems   3A-2019  2019.07  [Refereed]

    DOI

  • Transient Analysis of Rotating Stall Development in a Centrifugal Compressor With Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Masaki Takahashi, Yutaka Ohta

    Volume 2A: Turbomachinery   2A-2019  2019.06  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

  • Evolution Process of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor With Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Tetsuya Inui, Yutaka Ohta

    Journal of Turbomachinery   141 ( 4 )  2019.04  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    41
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    (Scopus)

  • Rotor work characteristics and loss generation mechanism of an axial flow compressor at windmill operation

    Nobumichi FUJISAWA, Naomichi NISHIYAMA, Yutaka OHTA, Takashi GOTO, Dai KATO

    Transactions of the JSME (in Japanese)   85 ( 872 ) 18 - 00493  2019  [Refereed]

    DOI

  • Interaction Between Surge Behavior and Internal Flow Field in an Axial-Flow Compressor

    Yuu Sakata, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Volume 3: Fluid Machinery; Erosion, Slurry, Sedimentation; Experimental, Multiscale, and Numerical Methods for Multiphase Flows; Gas-Liquid, Gas-Solid, and Liquid-Solid Flows; Performance of Multiphase Flow Systems; Micro/Nano-Fluidics   3  2018.07  [Refereed]

    DOI

  • Evolution Process of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Tetusya Inui, Yutaka Ohta

    Proceedings of ASME Turbo Expo 2018   2A-2018  2018.06  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    13
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    (Scopus)

  • Effects of Diffuser Leading-Edge Geometries on Noise and Stall Characteristics of a Centrifugal Compressor

    Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

      2017 ( 45 ) 11 - 19  2017.11

    Authorship：Lead author

  • Unsteady Behavior of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor With Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Daiki Ema, Yutaka Ohta

    Volume 2D: Turbomachinery    2017.06  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    　View Summary

    In this study, the unsteady behavior of a diffuser rotating stall in a centrifugal compressor with a vaned diffuser was investigated through experiments and numerical analyses. From the casing static pressure measurements, it was determined that the diffuser stall propagated at 25% of impeller rotational speed in the vaneless space. The numerical results revealed the presence of a typical vortical structure on the diffuser’s leading edge. Under partial flow condition, a tornado-type vortex was generated on the diffuser’s leading edge. Furthermore, a longitudinal vortex at the shroud/suction surface corner (i.e., leading edge vortex (LEV)) was induced by the rolling-up flow on the diffuser suction surface. As the velocity was decreased, the development of the tornado-type vortex and LEV forms a substantial flow blockage within the diffuser passages. Furthermore, the diffuser stall cell was caused by the systematic vortical structure which consisted of the tornado-type vortex, LEV, and vortex in the throat area of diffuser passages. In addition to this, the developed LEV interacted with the next diffuser leading edge and formed the throat area blockage with the passage of time. Then, the tornado-type vortex and LEV developed by the throat area blockage and diffuser stall cell, which was caused by the systematic vortical structure, propagated to the succeeding diffuser vane. Therefore, the diffuser stall in the centrifugal compressor was caused by the evolution of the tornado-type vortex and LEV.

    DOI

  • Transition Process from Diffuser Stall to Stage Stall in a Centrifugal Compressor with a Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    International Journal of Rotating Machinery   2017 ( 2861257 )  2017  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    16
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    (Scopus)

  • Unsteady Behavior of Leading-edge Vortex and Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Shotaro Hara, Yutaka Ohta

    JOURNAL OF THERMAL SCIENCE   25 ( 1 ) 13 - 21  2016.02  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    30
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    (Scopus)

  • STRUCTURE OF DIFFUSER STALL AND UNSTEADY VORTICES IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH VANED DIFFUSER

    Nobumichi Fujisawa, Sota Ikezu, Yutaka Ohta

    PROCEEDINGS OF THE ASME TURBO EXPO: TURBINE TECHNICAL CONFERENCE AND EXPOSITION, 2016, VOL 2D   2D-2016  2016  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

    Scopus

    9
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    (Scopus)

  • Stall and leading-edge vortex in a centrifugal compressor with vaned diffuser

    Fujisawa, Nobumichi, Hara, Shotaro, Ohta, Yutaka

    Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers   81 ( 829 ) 15 - 00194-15-00194  2015.09  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    　View Summary

    The experimental and CFD analysis were conducted to investigate the relationship between stall and leading-edge vortex (LEV) in a centrifugal compressor with vaned diffuser. The LEV is distinct from the separating vortex of the diffuser leading-edge and passage vortex of the diffuser. The LEV is made up of two longitudinal vortices. It is produced by the accumulation of vortices caused by the velocity gradient of the impeller-discharge flow. According to the experimental results, both the impeller and diffuser rotating stalls occurred at 55 and 25 Hz during off-design flow operation. Both stall cells were existed only on the shroud side of the flow passages, which is very close to the source location of the LEV. Additionally, the intensity and scale of the diffuser stall fluctuation are much larger than those of the impeller stall fluctuation. Therefore, the unsteady behavior of the LEV may play an important role in the inception of the rotating stall. According to the CFD results, the size of the LEV doesn't change, and the LEV is comparatively stable in the designed flow operation. On the other hand, the LEV develops and forms a huge flow blockage within the diffuser passages during off-design operation. Therefore, the LEV may be considered to be one of the causes of the diffuser stall in the centrifugal compressor.

    DOI CiNii

  • Unsteady Behavior and Control of Vortices in Centrifugal Compressor

    Yutaka Ohta, Nobumichi Fujisawa

    JOURNAL OF THERMAL SCIENCE   23 ( 5 ) 401 - 411  2014.10  [Refereed]

    　View Summary

    Two examples of the use of vortex control to reduce noise and enhance the stable operating range of a centrifugal compressor are presented in this paper. In the case of high-flow operation of a centrifugal compressor with a vaned diffuser, a discrete frequency noise induced by interaction between the impeller-discharge flow and the diffuser vane, which appears most notably in the power spectra of the radiated noise, can be reduced using a tapered diffuser vane (TDV) without affecting the performance of the compressor. Twin longitudinal vortices produced by leakage flow passing through the tapered portion of the diffuser vane induce secondary flow in the direction of the blade surface and prevent flow separation from the leading edge of the diffuser. The use of a TDV can effectively reduce both the discrete frequency noise generated by the interaction between the impeller-discharge flow and the diffuser surface and the broadband turbulent noise component. In the case of low-flow operation:a leading-edge vortex (LEV) that forms on the shroud side of the suction surface near the leading edge of the diffuser increases significantly in size and blocks flow in the diffuser passage. The formation of an LEV may adversely affect the performance of the compressor and may cause the diffuser to stall. Using a one-side tapered diffuser vane to suppress the evolution of an LEV, the stable operating range of the compressor can be increased by more than 12 percent, and the pressure-rise characteristics of the compressor can be improved. The results of a supplementary examination of the structure and unsteady behavior of LEVs, conducted by means of detailed numerical simulations, are also presented.

    DOI

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    15
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    (Scopus)

  • EFFECTS OF DIFFUSER VANE GEOMETRIES ON COMPRESSOR PERFORMANCE AND NOISE CHARACTERISTICS IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR

    Yohei Morita, Nobumichi Fujisawa, Takashi Goto, Yutaka Ohta

    PROCEEDINGS OF THE ASME FLUIDS ENGINEERING DIVISION SUMMER MEETING, 2013, VOL 1B: SYMPOSIA   1 B  2014  [Refereed]

    　View Summary

    The effects of the diffuser vane geometries on the compressor performance and noise characteristics of a centrifugal compressor equipped with vaned diffusers were investigated by experiments and numerical techniques. Because we were focusing attention on the geometries of the diffuser vane's leading edge, diffuser vanes with various leading edge geometries were installed in a vaned diffuser. A tapered diffuser vane with the tapered portion near the leading-edge of the diffuser's hub-side could remarkably reduce both the discrete frequency noise level and broadband noise level. In particular, a hub-side tapered diffuser vane with a taper on only the hub-side could suppress the development of the leading edge vortex (LEV) near the shroud side of the diffuser vane and effectively enhanced the compressor performance.

    DOI

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    2
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    (Scopus)

  • UNSTEADY BEHAVIOR OF LEADING EDGE VORTEX AND DIFFUSER STALL INCEPTION IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH VANED DIFFUSER

    Nobumichi Fujisawa, Shotaro Hara, Yutaka Ohta, Takashi Goto

    PROCEEDINGS OF THE ASME FLUIDS ENGINEERING DIVISION SUMMER MEETING - 2014, VOL 1B: SYMPOSIA   FEDSM2014-21242  2014  [Refereed]

    Authorship：Lead author

    DOI

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    7
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    (Scopus)

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Books and Other Publications

  • 流体の力学

    太田 有, 藤澤 信道

    共立出版  2020.03 ISBN: 4320082230

    ASIN

Presentations

  • Unsteady Mechanism of Stall Cell Development under Mild Stall Conditions in an Axial Compressor

    Keigo Tsuno, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    The 10th Japan-Korea Joint Workshop on Fans and Compressors 

    Presentation date： 2025.11

  • Unsteady Characteristics of Non-Synchronized Disturbance in a 1.5-Stage Axial Compressor

    Ria Yoshida, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    The 10th Japan-Korea Joint Workshop on Fans and Compressors 

    Presentation date： 2025.11

  • 軸流圧縮機におけるハーフシュラウド動翼の効果

    山上舞, 佐藤大祐, 加藤大, 神崎大, 小山大稀, 秦晋之介, 藤澤信道, 太田有

    第53回日本ガスタービン学会 

    Presentation date： 2025.11

  • 遠心圧縮機の段失速形成過程における羽根車とディフューザの相互干渉

    六川未夏, 藤澤信道, 太田有

    第53回日本ガスタービン学会 

    Presentation date： 2025.11

  • Loss structure and unsteady flow in a stator passage of an axial compressor at windmilling conditions

    Wakana Kobayashi, Shunsuke Kawajiri, Hiromi Uruma, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    The Eleventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference 

    Presentation date： 2025.10

  • Influence of rotor blade geometry on operating mode of an axial compressor at windmilling conditions

    Yamato Momose, Wakana Kobayashi, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    The Eleventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference 

    Presentation date： 2025.10

  • Impeller-Diffuser Interaction on the Stall Process in a Centrifugal Compressor

    Mika Rokugawa, Momoko Inui, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    16th ISAIF 

    Presentation date： 2025.09

  • Effects of Rotor Tip Dihedral on Non-Synchronized Disturbance in a 1.5-Stage Axial Compressor

    Ria Yoshida, Shinnosuke Hata, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    16th ISAIF 

    Presentation date： 2025.09

  • Loss Structure in a Stator Passage of an Axial Flow Compressor at Windmilling Conditions

    Shunsuke Kawajiri, Hiromi Uruma, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    16th ISAIF 

    Presentation date： 2025.09

  • Effects of Circumferential Groove Casing Treatment on Internal Flow in a Centrifugal Compressor for Turbochargers

    清水玲奈, 藤澤信道, 太田有, 桑田哲平, 佐藤渉, 沼倉龍介

    日本ガスタービン学会定期講演会講演論文集(CD-ROM) 

    Presentation date： 2024

    Event date：
    2024
    　
    　

  • Effect of Bleed Air on Impeller Stall Inception in a Transonic Centrifugal Compressor

    YAMAMOTO Yuta, KANAZAWA Takara, FUJISAWA Nobumichi, OHTA Yutaka, NAKAYAMA Ryo, OGINO Atsushi, KITAMURA Eijiro

    The Proceedings of Conference of Kanto Branch  The Japan Society of Mechanical Engineers

    Presentation date： 2024

    Event date：
    2024
    　
    　

    　View Summary

    The impeller stall inception in a transonic centrifugal compressor with bleed slots was investigated by the experiments and the unsteady numerical analysis. Both the experimental and CFD results showed that the impeller stall inception occurred first at the leading edge of the splitter blade before that of the main blade. Then, the numerical results revealed also that the blockage development of both pressure and suction side passage of the splitter blade was the main cause of the stall inception. The blockage development within the pressure side was caused by the expansion of the stagnation region, following the development of suction side due to the leading-edge separation. It is because the low momentum fluid was no longer discharged due to the decreasing of bleed air at the inlet of pressure side passage, while the increasing at the inlet of suction side passage. Therefore, while bleed air restrained the blockage development within the suction side passage, it induced the blockage development within the pressure side passage, which affected impeller stall inception.

  • Numerical Investigation of Diffuser Stall Inception in a Centrifugal Compressor with Fishtail Diffuser

    KANAZAWA Takara, YAMAMOTO Yuta, FUJISAWA Nobumichi, OHTA Yutaka, NAKAYAMA Ryo, OGINO Atsushi, KITAMURA Eijiro

    The Proceedings of Conference of Kanto Branch  The Japan Society of Mechanical Engineers

    Presentation date： 2024

    Event date：
    2024
    　
    　

    　View Summary

    This paper presents diffuser stall inception in a centrifugal compressor with fishtail diffuser investigated by experimental and numerical analyses. The numerical simulation showed that the diffuser stall was the two-cell rotating stall originating from the low-speed region that occurred at opposing positions. When the mass flow rate was stable, the separation was observed on the suction side wall at the upstream of the diffuser bend and the secondary flow was observed at the downstream of the bend. Before the stall, the blockage increased due to the suction side boundary layer separation. Because of the separation extending to the throat, the mass flow rate on the throat decreased, leading to stall. The secondary flow crawled under the suction side separation at the bend. In near stall condition, the secondary flow that contributed to the suction side separation was developed at the bend. From these observations, it was concluded that the diffuser stall inception was caused by the suction side boundary layer separation due to the secondary flow development.

  • Effect of Rotor Tip Geometry on Axial Compressor Performance

    SAKAKIBARA Terutaka, KATO Ayaka, FUJISAWA Nobumichi, OHTA Yutaka, YAMAGAMI Mai, GOTO Takashi, KATO Dai

    The Proceedings of Conference of Kanto Branch  The Japan Society of Mechanical Engineers

    Presentation date： 2024

    Event date：
    2024
    　
    　

    　View Summary

    Experiments were conducted to investigate the characteristics of a low-speed 1.5-stage axial compressor under conditions where the blade tip clearance is large and using two different types of blades．The kink point that occurred in the blade total pressure rise characteristic moved to the lower flow rate，and the performance was confirmed to be improved by using modified rotor with an open inlet metal angle．Modified rotor had the effect of improving the flow field inside the rotor blade and delaying the occurring flow rate of rotating instability．On the other hand，at low flow rates，the diffusion factor at the blade tips was increased．These results suggest that opening the inlet metal angle has a positive effect in the high flow rate but has the effect of reducing the stall margin in the low flow rate．

  • Unsteady Behavior of Tip Leakage Vortex on Rotating Instability in an Axial Compressor

    KATO Ayaka, SAKAKIBARA Terutaka, FUJISAWA Nobumichi, OHTA Yutaka

    The Proceedings of Conference of Kanto Branch  The Japan Society of Mechanical Engineers

    Presentation date： 2024

    Event date：
    2024
    　
    　

    　View Summary

    Unsteady flow structure of a rotating instability (RI) in a 1.5-stage axial compressor was investigated through numerical analyses. The unsteady flow structure during RI occurrence was investigated at two flow rates, conditions φ = 0.42 and 0.38. At φ = 0.42, RI was formed by repeated collision and segmentation of a tip leakage vortex on the pressure surface of the adjacent blade. RI propagated because of the impact of the blockage region resulting from the collision on the blade loading of the adjacent blade. Then, RI was caused by the vortex breakdown of the tip leakage vortex as the mass flow rate was decreased at φ = 0.38. The fluctuation of vortex breakdown influenced on blade loading near the tip side of the next blade and propagated to the next blade passage. Therefore, the cause of RI occurrence shifted from collision and segmentation to vortex breakdown with a reduction in the mass flow rate.

  • Numerical Investigation on Stall Expansion Mechanism in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    INUI Momoko, UENO Sota, FUJISAWA Nobumichi, OHTA Yutaka

    The Proceedings of Conference of Kanto Branch  The Japan Society of Mechanical Engineers

    Presentation date： 2024

    Event date：
    2024
    　
    　

    　View Summary

    In a centrifugal compressor with a vane diffuser, unsteady behavior indicating the precursor phenomena of impeller and diffuser stall in the flow range where the performance curve shows a local maximum value takes place. Within the diffuser passages, five non-swirling stall regions are formed, and they slowly begin to rotate as the compressor flow rate decreases. With a further decrease in compressor flow rate, the five cells grow into one large stall cell rotating at higher speed, but the mechanism of this growth has remained largely unclear until now. In this study, therefore, a detailed numerical analysis using DES (Detached Eddy Simulation) was employed to understand the internal flow field, identify the low-speed regions occurring in the impeller and diffuser passages, and elucidate the growth and merging mechanisms of the rotating stall cells.

  • Effects of Circumferential Groove Casing Treatment on Internal Flow in a Centrifugal Compressor

    Reina Shimizu, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Teppei Kuwata, Ryusuke Numakura

    The 8th Korea-Japan Joint Workshop on Fans and Compressors 

    Presentation date： 2023.11

  • Flow Structure of Multiple Prestall Disturbances in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Ueno Sota, Suzuki Yutaro, Fujisawa Nobumichi, Ohta Yutaka

    IGTC2023 

    Presentation date： 2023.11

  • Impeller Stall Inception in a High-Pressure Ratio Centrifugal Compressor with Bleed Slots

    Nakayama Ryo, Ogino Atsushi, Kitamura Eijiro, Yamamoto Yuta, Fujisawa Nobumichi, Ohta Yutaka

    IGTC2023 

    Presentation date： 2023.11

  • Tip Clearance Sensitivity Improvement by Rotor Tip Dihedral in an Axial Compressor

    Yamagami Mai, Sato Daisuke, Kato Dai, Fujisawa Nobumichi, Ohta Yutaka

    IGTC2023 

    Presentation date： 2023.11

  • Effect of Circumferential Groove Casing Treatment on Internal Flow in a Centrifugal Compressor with Vaneless Diffuser

    Koshiro Tokuda, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    9th Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science 

    Presentation date： 2022.11

  • Effect of Rotating Stall Development on Surge Behavior in an Axial Compressor

    Yuki Nishii, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Oht

    9th Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science 

    Presentation date： 2022.11

  • Flow Fields on Development Process of Diffuser Rotating Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Momoko Naito, Yutaro Suzuki, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    9th Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science 

    Presentation date： 2022.11

  • 軸流圧縮機における動翼翼端隙間感度の改善

    山上舞, 若林祥, 佐藤大佑, 加藤大, 藤澤信道, 太田有

    第50回日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2022.10

  • 航空エンジン用遠心圧縮機における羽根車旋回失速の挙動

    青山慧士, 藤澤信道, 太田有, 中山亮, 荻野敦, 北村英二郎

    第50回日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2022.10

  • 軸流圧縮機における旋回不安定擾乱発生時の非定常動翼特性

    中村圭吾, 谷口恵太, 藤澤信道, 太田有, 山上舞, 後藤尚志, 加藤大

    第50回日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2022.10

  • 遠心圧縮機に発生する羽根車失速と羽根なしディフューザ失速の相互作用

    鈴木祐太郎, 岸隼冬, 内藤桃子, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会2022年度年次大会 

    Presentation date： 2022.09

  • Unsteady Behavior of Tip Leakage Vortex on the Formation of Rotating Instability in an Axial Compressor

    Keita Taniguchi, Keigo Nakamura, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Mai Yamagami, Takashi Goto, Dai Kato

    Asian Congress on Gas Turbines 2022 

    Presentation date： 2022.08

  • 遠心圧縮機の羽根なしディフューザ失速における羽根車内部流れ場の影響

    上利雄貴, 山尾佳史, 藤澤信道, 太田有

    第49回 ガスタービン学会 定期講演会 

    Presentation date： 2021.10

  • Vortical Structure of Vaneless Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor

    Yoshifumi Yamao, Yuki Agari, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    The 16th Asian International Conference on Fluid Machinery 

    Presentation date： 2021.09

  • Behavior of Vaneless Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor

    Yuki Agari, Yoshifumi Yamao, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Asian Congress on Gas Turbine 2020 

    Presentation date： 2021.08

  • Rotating Mechanism of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor with Vaneless Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Yuki Agari, Yoshifumi Yamao, Yutaka Ohta

    ASME 2021 Turbo Expo 

    Presentation date： 2021.06

  • 軸流圧縮機のウインドミル条件における非定常流れに翼端隙間が及ぼす影響

    関野諒輔, 藤澤信道, 太田有

    第34回数値流体力学シンポジウム 

    Presentation date： 2020.11

  • 軸流圧縮機の流入条件および翼蛋隙間の大きさの違いによる失速初生形態への影響

    荒田康太朗, 藤澤信道, 太田有, 加藤大

    日本機械学会第98期流体工学部門講演会 

    Presentation date： 2020.11

  • Effect of Unsteady Vortex Behavior on Noise Characteristics in a Centrifugal Compressor

    Kenta Tajima, Hiroshi Miida, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    ISROMAC 2020 

    Presentation date： 2020.11

  • 羽根なしディフューザを有する遠心圧縮機におけるディフューザ失速の構造

    田島健太, 三井田弘, 藤澤信道, 太田有

    第48回 ガスタービン学会 定期講演会 

    Presentation date： 2020.10

  • 遠心圧縮機の羽根なしディフューザ内部で発生する旋回失速の構造

    藤澤信道, 太田有

    第14回 送風機・圧縮機の騒音と性能研究分科会 

    Presentation date： 2020.09

  • 羽根なしディフューザを有する遠心圧縮機における失速セルの旋回挙動

    上利祐貴, 三井田弘, 田島健太, 藤澤信道, 太田有

    第84回 ターボ機械協会講演会 

    Presentation date： 2020.09

  • AEセンサを用いた軸流圧縮機作動状態の計測

    高橋一颯, 藤澤信道, 太田有, 鈴木武志, 梅沢修一, 大森修一

    日本機械学会2020年度年次大会 

    Presentation date： 2020.09

  • Generation Meachanism of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor With Vaneless Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Kenta Tajima, Hiroshi Miida, Yutaka Ohta

    GPPS Chania20 

    Presentation date： 2020.09

  • The Unsteady Behavior of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor With Vaneless Diffuser

    Hiroshi Miida, Kenta Tajima, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    ASME 2020 Fluids Engineering Division Summer Meeting 

    Presentation date： 2020.07

  • 非一様流入条件下で前方スイープ動翼が内部流れに及ぼす影響の数値的調査

    市川友喜, 坂田友, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会 関東支部 第26期総会・講演会 

    Presentation date： 2020.03

  • 遠心圧縮機の羽根無しディフューザ流路幅が発生騒音に与える影響

    三井田弘, 田島健太, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会 関東支部 第26期総会・講演会 

    Presentation date： 2020.03

  • 遠心圧縮機の羽根無しディフューザに発生する旋回失速セルの非定常挙動

    上利祐貴, 三井田弘, 田島健太, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会 関東支部 第26期総会・講演会 

    Presentation date： 2020.03

  • 航空エンジン用軸流圧縮機のウインドミル状態における内部流れ場の数値解析

    関野諒輔, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会 関東支部 第26期総会・講演会 

    Presentation date： 2020.03

  • 軸流圧縮機の動翼形状および流入条件の違いによる失速初生形態への影響

    荒田康太朗, 坂田友, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会 関東支部 第26期総会・講演会 

    Presentation date： 2020.03

  • 数値解析を用いた突極形同期発電機の複雑内部流れ場の調査

    武藤琢真, 小澤明, 生田哲平, 伊藤匠, 藤澤信道, 太田有

    Presentation date： 2020.03

  • Rotor Performance of an Axial Flow Compressor at Free and Highly Loaded Windmilling Conditions

    Wenbo Zhang, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Takashi Goto, Dai Kato

    International Gas Turbine Congress 2019 

    Presentation date： 2019.11

  • Effect of Forward-Swept Rotor on Stall Margin in an Axial Flow Compressor at Distorted Inflow Condition

    Kyonosuke Hamaguchi, Yuu Sakata, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta, Dai Kato

    International Gas Turbine Congress 2019 

    Presentation date： 2019.11

  • Numerical Analysis of Rotating Stall Development in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Hiroshi Miida, Masaki Takahashi, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    7th Korea-Japan Joint Workshop on Fans and Compressors 

    Presentation date： 2019.10

  • 軸流圧縮機の失速初生形態に及ぼす前方スイープ動翼の影響

    濵口京之介, 藤澤信道, 太田有, 加藤大

    第47回 ガスタービン学会 定期講演会 

    Presentation date： 2019.09

  • Development of rotating stall cell under coexisting phenomena of surge and rotating stall in an axial-flow compressor

    Yuu Sakata, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2019 

    Presentation date： 2019.08

  • Development of Diffuser Stall and Flow Structures in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Masaki Takahashi, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    14th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows 

    Presentation date： 2019.07

  • Transient Analysis of Rotating Stall Development in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Masaki Takahashi, Yutaka Ohta

    ASME 2019 Turbo Expo 

    Presentation date： 2019.06

  • 突極形同期発電機内部の複雑内部流動と損失発生機構

    生田哲平, 藤澤信道, 太田有, 武藤琢真, 小澤明

    第81回 ターボ機械協会 総会講演会 

    Presentation date： 2019.05

  • 遠心圧縮機低流量域でのディフューザ旋回失速の挙動と内部流動調査

    渡邉紗貴, 乾哲也, 藤澤信道, 太田有

    第46回日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2018.10

  • Diffuser Rotating Stall Development in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Tetusya Inui, Saki Watanebe, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Presentation date： 2018.08

  • Interaction between Surge Behavior and Internal Flow Field in an Axial-Flow Compressor

    Yuu Sakata, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    ASME FEDSM 2018 

    Presentation date： 2018.07

  • Evolution Process of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Tetusya Inui, Yutaka Ohta

    ASME Turbo Expo 2018 

    Presentation date： 2018.06

  • 遠心圧縮機内部に発生するディフューザ失速の流量低下に伴う拡大メカニズム

    乾哲也, 藤澤信道, 太田有

    第45回日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2017.10

  • 羽根付ディフューザを有する遠心圧縮機に発生する失速の成長過程

    江間大輝, 藤澤信道, 太田有

    日本流体力学会年会 2017 

    Presentation date： 2017.08

  • Unsteady Behavior of Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Ema Daiki, Yutaka Ohta

    ASME Turbo Expo 2017, 

    Presentation date： 2017.06

  • 遠心圧縮機内部に発生する旋回失速の流量低下に伴う過渡特性

    江間大輝, 池津聡太, 藤澤信道, 太田有

    日本機械学会 第94期 流体工学部門 講演会 

    Presentation date： 2016.11

  • investigation of Unsteady Flow Field under Developed Rotating Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Sota Ikezu, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    The 5th Korea-Japan Joint Workshop on Fans and Compressors 

    Presentation date： 2016.11

  • 羽根付ディフューザを有する遠心圧縮機に発生するディフューザ失速の旋回構造

    池津聡太, 江間大輝, 藤澤信道, 太田有

    第44回 日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2016.10

  • 遠心圧縮機ディフューザに発生する失速の非定常挙動

    藤澤信道, 池津聡太, 太田有

    ターボ機械協会 第76回北見講演会 

    Presentation date： 2016.09

  • Stall Characteristics of a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Sota Ikezu, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    6th Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science 

    Presentation date： 2016.09

  • 過給機用遠心圧縮機内部に発生するディフューザ失速の構造と非定常挙動

    藤澤信道, 池津聡太, 太田有

    第9回 送風機・圧縮機の騒音と性能研究文科会 

    Presentation date： 2016.07

  • Characteristics of Diffuser Stall and Diffuser Leading-edge Vortex in a Centrifugal Compressor

    Nobumichi Fujisawa, Shotaro hara, Yutaka Ohta

    Presentation date： 2015.11

  • The Effects of Impeller Tip Clearance on Internal Flow Characteristics in a Centrifugal Compressor

    KURODA Miku, IKEZU Sota, FUJISAWA Nobumichi, OHTA Yutaka

    Presentation date： 2015.11

  • Unsteady Behavior of Leading-edge Vortex and Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor

    Nobumichi Fujisawa, Sota Ikezu, Yutaka Ohta

    The 4th Japan Korea Joint Workshop on Fans and Compressor 

    Presentation date： 2015.10

  • 遠心圧縮機内部に発生する旋回失速と非定常渦の構造

    池津聡太, 藤澤信道, 太田有

    第43回 日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2015.09

  • Unsteady Behavior of Leading-edge Vortex and Diffuser Stall in a Centrifugal Compressor with Vaned Diffuser

    Nobumichi Fujisawa, Shotaro hara, Yutaka Ohta

    12th International Symposium on Experimental Computational Aerothermodynamics of Internal Flows 

    Presentation date： 2015.07

  • 遠心圧縮機ディフューザ前縁部に発生する非定常渦の構造

    藤澤信道, 原昇太郎, 太田有

    第8回 送風機・圧縮機の騒音と性能研究文科会 

    Presentation date： 2015.05

  • 羽根付ディフューザを有する遠心圧縮機に発生する失速と前縁渦の関係

    日本ガスタービン学会定期講演会 

    Presentation date： 2014.10

  • Experiments Investigation of Three-dimensional Structure of Rotating Instability Vortex in a Centrifugal Compressor

    Yasuyuki Fukuda, Yuta Itagaki, Nobumichi Fujisawa, Yutaka Ohta

    Asian Congress on Gas Turbine 

    Presentation date： 2014.08

  • Unsteady Behavior of Leading Edge Vortex and Diffuser Stall Inception in a Centrifugal Compressor

    Nobumichi Fujisawa, Shotaro hara, Yutaka Ohta, Takashi Goto

    ASME 2014 4th Joint US-Europian Fluids Engineering Division Summer Meeting 

    Presentation date： 2014.08

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Research Projects

  • Generation structure of rotating instability in axial flow compressors and establishment of experimental verification method

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2024.04
    -
    2027.03
     

  • データ科学と積層技術を用いたターボ機械内の異常検知システムの構築

    一般財団法人 鶴見奨学研究助成財団  研究助成プログラム

    Project Year :

    2026.04
    -
    2027.03
     

  • Stall Inception and Development Mechanism in a Centrifugal Compressor

    小宮研究助成金 

    Project Year :

    2024.04
    -
    2025.03
     

  • The influence of non-axisymmetric geometry on the generation mechanism of rotating stall in a centrifugal compressor and the experimental validation

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2019.04
    -
    2023.03
     

  • Stall Control and Transition Process from Diffuser Stall to Stage Stall in a Centrifugal Compressor with a Vaned Diffuser

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2016.08
    -
    2018.03
     

    Fujisawa Nobumichi

    　View Summary

    The centrifugal compressors with vaned diffusers, compared to vaneless diffusers, are prone to unstable phenomena, such as surges and rotating stalls. The operating range of centrifugal compressors with vaned diffuser is limited by surges and rotating stalls, which can potentially cause serious accidents. Especially, the rotating stall can be recognized as a precursor of surge in the impeller or diffuser passage. Therefore, a better understanding of the physics of the rotating stalls leading to a surge is important in predicting of the surge and for the improvement of the stall margin and the control of rotating stall.This study investigates the evolution process of the diffuser rotating stall in a vaned diffuser of a centrifugal compressor during off-design operation by both experimental and numerical analysis. We revealed the transition characteristics of rotating stalls and the detailed vertical structure of the diffuser stall evolution

Misc

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Syllabus

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Overseas Activities

  • 軸流圧縮機に発生する旋回不安定擾乱の発生構造の調査

    2025.04
    -
    2026.03

    ドイツ   Leibniz University Hannover

Sub-affiliation

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Fundamental Science and Engineering

Research Institute

  • 2024
    -
    2026

    Waseda Research Institute for Science and Engineering   Concurrent Researcher

Internal Special Research Projects

  • 軸流圧縮機内部で発生する音響共鳴の構造解明に関する研究

    2025   Dajan Mimic, Joerg Seume

    　View Summary

    圧縮機内部で発生する流動不安定現象は、設計と運転において最も重要な課題の1つである。旋回失速は激しい翼振動を引き起こし、構造物の損傷や騒音を発生させ、圧縮機の性能を低下させる。旋回失速に関しては多くの研究がなされているが、近年不安定現象が発生する際に連動して形成される音響共鳴に焦点が当てられている。音響共鳴は、重大な音響加振をもたらし、極端な場合、その音圧変動によって構造物が破損する可能性がある。本研究は、圧縮機内部の流動現象と音響共鳴の関係性を明らかにし、音響共鳴の発生構造を明らかにするものである。そこで、In-house CFD(数値流体力学)コードを用いて、4.5段軸流圧縮機を対象にDelayed-Detached EddySimulation解析を実施した。その結果、音響共鳴発生時には、3段目動翼の翼端漏れ渦の非定常的な変動が音響共鳴の周波数と同期することで、流れと音響のフィードバック構造を持ちながら音響共鳴が初生することが明らかとなった。また、音響共鳴による形成される圧力波が各動翼の負荷を変動させることで、非軸対称な流れ場となること分かった。音響共鳴により形成された非軸対称な流れ場が流量低下とともに発達することで、１段目動翼Tip先端でスピレージを起こし失速に突入することが解明された。以上より、軸流圧縮機で発生する音響共鳴の初生構造および詳細な流れ場、加えて失速への関連を明らかにした。本成果は６月開催の国際学会にて報告予定である。

  • 衝撃波管を有する軸流圧縮機のサージ突入過程における内部流れ調査

    2024  

    　View Summary

    本研究では、航空エンジンの燃焼器異常燃焼に伴う衝撃波発生時の圧縮機内部の流動構造を明らかにすることを目的に、衝撃波管を有する軸流圧縮機の内部流れ場を調査する。特に、衝撃波の強さを変化させることで多段圧縮機の前段から後段を模擬し、衝撃波により誘起される逆流が失速初生およびサージ発生に与える影響を調査する。また、衝撃波の強さに応じた作動点の安定・不安定の分別をすることで、圧縮機の衝撃波の強さに応じた限界作動流量を明らかにする。衝撃波入射時の内部流れ場の特徴を捉えるために、非定常流速測定を実施する。また、同翼前後での流速の同時測定を行い、ケーシング壁面圧力を同時測定することで、衝撃波入射時の非定常特性を調査する。また、供試軸流圧縮機を解析モデルとして非定常流体解析を実施する。出口境界条件を変更することで試験と同等に衝撃波の強さを変更し入射する。その際の内部流れ場の過渡的な変化を観察し、衝撃波強さと失速初生の関係およびその内部流動構造を明らかにする。今年度は準備段階として、供試圧縮機を対象とした数値解析コードを確立した。非定常数値解析を実施し、安定運転状態での解析を行った。その結果、圧縮機性能など試験と良い一致が得られた。加えて、失速近傍にて旋回不安定擾乱と呼ばれる不安定流動現象が確認された。旋回不安定擾乱は動翼の翼端漏れ渦の振動による非定常挙動に起因しており、数値解析結果よりその発生メカニズムを明らかにした。

  • 遠心圧縮の羽根付ディフューザ内部で発生する失速予兆現象に関する調査

    2023  

    　View Summary

    本研究では、遠心圧縮機の幾何形状がもたらす非軸対称性により発生するディフューザ旋回失速発生前の失速予兆現象の流動構造を解明することを目的とする。試験と数値解析を組み合わせ失速予兆現象の非定常的な挙動を分析することで失速セルおよび予兆現象の形成過程を調査した。失速予兆現象発生時の内部流れ場の特徴を捉えるために、非定常の数値流体解析を実施する。また、ディフューザ流路壁面の壁面圧力計測およびディフューザ流路内での流速の同時多点測定を行い、その非定常現象の特性を解析結果と比較検証する。ディフューザ流路壁面の圧力測定および非定常数値解析より、サージ形成前に5つの旋回失速セルが発生することが明らかになった。この失速セルは、５つの流路内部の失速域が流量低下とともに旋回し始めることで、形成していることが分かった。また、渦型室による非軸対象の圧力場の影響を排除するために、渦型室を無くした非定常解析を実施した。この解析結果より、旋回失速発生前にディフューザにて５つの静止した失速域が形成していることが分かった。このため、この5つの静止した低速域は渦型室の影響で発生したのではなく、ディフューザ流路にて発生するモードであることが分かった。次年度は、周方向の多点圧力測定より、静止した５つの低速域を試験において確認する。

  • 軸流圧縮機のサージ・旋回失速共存形態における内部流動把握

    2023  

    　View Summary

    本研究では、軸流圧縮機のサージ・旋回失速共存形態での複雑流動を解明・検証し、サージの発生構造を明らかにすることを目的とする。軸流圧縮機の作動範囲を縮小するサージ・旋回失速発生時の内部流れは非常に複雑であり、両者の関連性の普遍的な理解は未だ無い。また、数値解析により予測された失速の詳細な渦構造を試験で解明した例は無く、解析の妥当性も検証されていない。そこで、１．実機試験・数値解析により、翼端隙間の変化および圧縮波入射による内部流動構造の違いがサージサイクルの切り替わりに与える影響を調査する。さらに、２．圧縮波入射時の動翼前後の圧力変動を検証する。本年度は、多段圧縮機に圧縮波を入射した際に内部流れ場の影響を調査するために、まずは単段形態での基礎的なデータを取得する。軸流圧縮機の作動範囲を縮小するサージ・旋回失速発生時の内部流れを調査する前段階として、高精度の数値解析コードの作成を行った。サージ点の予測精度が未だ不十分であるが、次年度にて非定常解析を導入しサージ点の予測精度を向上する。その後、数値解析により、旋回失速の流動構造の違いがサージサイクルの切り替わりに与える影響を調査する。また、圧縮機入射によるサージサイクルの挙動変化を調査した。動翼前後の非定常圧力変動を調査し、圧縮波入射による動翼前後の圧力変動の位相差を明らかにした。次年度以降は、多段圧縮機に形態を変更し、圧縮波入射の影響が上流に伝播することによる内部流れ場に与える影響を調査する．

  • 軸流圧縮機内部で発生するサージ・旋回失速の共存状態における内部流れ構造の調査

    2022  

    　View Summary

    本研究では、軸流圧縮機のサージ・旋回失速共存形態での複雑流動を解明・検証し、サージの発生構造を明らかにすることを目的とする。軸流圧縮機の作動範囲を縮小するサージ・旋回失速発生時の内部流れは非常に複雑であり、両者の関連性の普遍的な理解は未だ少ない。また、数値解析により予測された失速の詳細な渦構造を試験で解明した例は無く、解析の妥当性も検証されていない。そこで、実機試験・数値解析により、温度による過渡的な翼端隙間の変化およびその変化に伴う旋回失速の流動構造の違いがサージサイクルの切り替わりに与える影響を調査する。

  • 羽根なしディフューザ部において発生する旋回失速の発生構造の調査と試験による検証

    2021  

    　View Summary

    本研究では、遠心圧縮機の幾何形状がもたらす非軸対称性により発生するディフューザ旋回失速の初生機構を解明し、汎用的な失速形成モデルを提案することを目的とする。特に、解析により得られた失速周りの流れを、壁面の圧力測定や流速測定により検証した。失速セル前後の内部流れ場の特徴を捉えるために、ディフューザ流路壁面の壁面圧力計測および流速測定を行い、失速セルの周波数に同期させた渦位相平均手法を導入した。数値解析より得られた旋回失速周りの流動構造と同様に、失速前縁において流れが加速することによる低圧域、失速後縁にて低速域に主流が衝突することによる高圧域が生じることを試験にて明らかにした。

  • 遠心圧縮機の羽根無しディフューザ部に発生する旋回失速の発生機構の実験的調査

    2020  

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    本研究では、遠心圧縮機の幾何形状がもたらす非軸対称性により羽根無しディフューザ部で発生するディフューザ旋回失速の初生機構およびその内部構造を実機計測より解明することを目的とした。ディフューザ流路壁面での壁面圧力測定と流路内での流速測定の同時計測を行い、得られた波形に対して失速セルの旋回周波数にてアンサンブル平均を施した。失速セル前縁にて発達するハブ・シュラウド交互に形成される境界層剥離とケーシングからの逆流が干渉することにより、ディフューザ失速は初生・成長することが明らかとなった。また、数値解析より得られた旋回失速周りの流動構造と同様な傾向が得られることも合わせて確認された。

  • 遠心圧縮機においてサージ点近傍にて発生する旋回失速の拡大機構の解明

    2018  

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    本研究は遠心圧縮機において，サージ点近傍にて発生する旋回失速の拡大機構を実機計測から調査したものである．特に，渦型室が形成する非軸対称の圧力場が旋回失速の初生位置に与える影響を調査した．ディフューザ壁面圧力を周方向に複数流路で測定した結果，運転点に関わらず舌部近傍でディフューザ出口において静圧が上昇することが分かった．失速点において，舌部における静圧上昇の影響により舌部に近いディフューザ流路スロート部にてブロッケージの形成による局所的な圧力上昇が確認できた．以上の結果より，旋回失速の初生箇所と渦型室の非軸対称の圧力場との関係が明らかとなった．

  • 遠心圧縮機においてサージ点近傍で発生する失速過渡現象の構造解明とその制御

    2018  

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    本研究は遠心圧縮機において，サージ点近傍で発生する失速過渡現象の構造解明およびその制御を目的とし，数値解析の観点から調査したものである．特に，失速セルがディフューザ流路から羽根車流路側へと拡大していく過渡現象を調査した．非定常DES解析の結果，舌部近傍での圧力上昇によりディフューザ流路スロート部で発生したブロッケージを起点として，羽根車流路への強い逆圧力勾配が形成されることが分かった．また，その逆圧力勾配により，羽根車正圧面後縁において剥離渦および羽根車スロート部での縦渦が成長し失速セルを構成する．以上の結果より，旋回失速の過渡状態における成長過程を明らかにした．

  • 遠心圧縮機ディフューザに発生する旋回失速の構造調査

    2017  

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    本研究は遠心圧縮機において，部分流量運転時に発生する旋回失速の発生機構を実機計測および数値解析の両面から調査したものである．ディフューザ案内羽根前縁部シュラウド側で発生する竜巻型の渦および負圧面コーナー部での縦渦からなるディフューザ失速は，ディフューザ流路スロート部で発生するブロッケージと干渉し拡大した後に，段失速へと成長する．また，圧縮機子午面方向の壁面圧力測定より，案内羽根スロート部で段失速の初生が確認された後にディフューザ入口部から上流側での圧力上昇を伴いながら，圧縮機全体へと拡大していくことを明らかにした．以上の結果より，旋回失速の初生箇所およびその拡大機構が明らかとなった．

  • 遠心圧縮機において部分流量運転時に発生する非定常流動現象の解明

    2016  

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    本研究は遠心圧縮機において，部分流量運転時に発生する旋回失速の発生構造を実機計測および数値解析の両面から調査したものである．ディフューザ案内羽根前縁部シュラウド側で発生する竜巻型の渦が，負圧面コーナー部で渦を誘起し，隣接翼へと干渉しながら旋回する．以上の規則的な渦群の旋回が，ディフューザ失速の発生要因であることを明らかにした．さらに流量を減じると，案内羽根前縁部シュラウド側で旋回していたディフューザ失速がハブ側へと移行し，羽根車流路へと拡大し，段全体での失速へと陥る過渡現象を見出した．また，案内羽根スロート部の渦がハブ側にて拡大することが，上記の過渡現象の一要因であることを示唆した．

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