(57)【要約】推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）を設定するとともに、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータから、上記式（１）中の、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項Ｘn(σ)のべき指数ｎ（σ）、及びキャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項Ｙm(σ)のべき指数ｍ（σ）を特定し、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める2013125463.tif 000091
2013125463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるに際し、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）を設定するとともに、
【数１】
2013125463.tif 000073
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータから、上記式（１）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定し、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定方法。
【請求項２】
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、
【数２】
2013125463.tif 000074
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める
ことを特徴とする請求項１記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【請求項３】
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする請求項２記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【請求項４】
上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【請求項５】
上記式（１）又は式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定するに際し、
まず、上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求め、
上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【請求項６】
上記の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるに際し、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、所定の演算順位を設定しておき、
前記演算順位に従って順次、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めていく
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【請求項７】
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、
前記データベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数３】
2013125463.tif 000075
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定システム。
【請求項８】
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数４】
2013125463.tif 000076
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項９】
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数５】
2013125463.tif 000077
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定しておき、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の予め特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項１０】
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、
【数６】
2013125463.tif 000078
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項１１】
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする請求項１０記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項１２】
上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されている
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項１３】
前記のべき指数を特定するために、
上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求める手段と、
上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する手段とがそなえられた
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項１４】
前記推定手段が、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、所定の演算順位を設定する手段と、
前記演算順位に従って順次、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めていく手段とを有する
ことを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか１項に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【請求項１５】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数７】
2013125463.tif 000079
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数８】
2013125463.tif 000080
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１７】
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、
【数９】
2013125463.tif 000081
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のプログラム。
【請求項１８】
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする請求項１７記載のプログラム。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２０】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載のキャビテーション噴流能力推定方法によって前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求め、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める
ことを特徴とする、キャビテーション噴流推定誤差算出方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のキャビテーション噴流推定誤差算出方法によって前記キャビテーション噴流能力推定誤差を求め、
前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力評価方法。
【請求項２２】
請求項８乃至１４のいずれか１項に記載のキャビテーション噴流能力推定装置と、
前記キャビテーション噴流能力推定装置によって求められた推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流推定誤差算出装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載のキャビテーション噴流推定誤差算出装置と、
前記キャビテーション噴流推定誤差算出装置によって求められた前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力評価装置。
【請求項２４】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【数１０】
2013125463.tif 000082
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２５】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【数１１】
2013125463.tif 000083
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２６】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【数１２】
2013125463.tif 000084
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、
前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２７】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【数１３】
2013125463.tif 000085
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、
前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２８】
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする請求項２４〜２７のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２９】
請求項２４〜２８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項３０】
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、
前記データベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数１４】
2013125463.tif 000086
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段とをそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力算出式特定システム。
【請求項３１】
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数１５】
2013125463.tif 000087
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【請求項３２】
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）、
【数１６】
2013125463.tif 000088
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
である
ことを特徴とする請求項３１記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【請求項３３】
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする請求項３２記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【請求項３４】
上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されている
ことを特徴とする請求項３２又は３３に記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【請求項３５】
前記べき指数特定手段が、
上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求める手段と、
上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する手段とをそなえている
ことを特徴とする請求項３２又は３３に記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【請求項３６】
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【数１７】
2013125463.tif 000089
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段として機能させるためのプログラム。
【請求項３７】
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）、
【数１８】
2013125463.tif 000090
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
であることを特徴とする請求項３６記載のプログラム。
【請求項３８】
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする請求項３７記載のプログラム。
【請求項３９】
請求項３６〜３８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビテーション噴流能力推定方法、キャビテーション噴流能力推定システム、及びキャビテーション噴流能力推定装置に関し、更に、キャビテーション噴流推定誤差算出方法、及びキャビテーション噴流推定誤差算出装置、並びにキャビテーション噴流能力評価方法、及びキャビテーション噴流能力評価装置、キャビテーション噴流能力算出式特定システム、及びキャビテーション噴流能力算出式特定装置、並びにコンピュータに実行させるためのプログラム及び同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中に高速水噴流を噴射して得られるキャビテーション気泡を伴うキャビテーション噴流は、キャビテーションピーニング（ＣＰ）、金属材料の表面改質、洗浄装置や、化学反応処理等に利用されている。【０００３】
このように、キャビテーション噴流によるキャビテーションピーニングや、金属材料の表面改質、洗浄、あるいは化学反応処理等についての能力を、キャビテーション噴流の能力（以下、「キャビテーション噴流能力」ともいう）という。【０００４】
かかるキャビテーション噴流能力は、キャビテーション噴流の噴射圧力（ノズル上流側圧力）、気泡崩壊場圧力（ノズル下流側圧力）やノズル形状（機器の寸法）等の、キャビテーション噴流の流体力学的パラメータにより大幅に異なることが知られている。【０００５】
例えば、キャビテーションピーニングでは、キャビテーション気泡の崩壊衝撃力により加工を行うので、単にキャビテーション噴流の噴射圧力や流速を増大させても、キャビテーション噴流能力は増大しないばかりでなく、減少する場合もある。【０００６】
また、流速一定の条件であってもノズルの寸法が大になればキャビテーション気泡の成長時間が長くなることでキャビテーション気泡が大きく発達し、その結果として気泡崩壊時の衝撃エネルギーが大となり、キャビテーション噴流能力が増大する。【０００７】
さらには、一般にキャビテーション壊食では流体機器の寸法の３乗に比例して壊食が大となる壊食のべき乗則が知られているものの、詳細は不明である。また、流速のべき乗則と、そのべき指数についても、キャビテーション強さが流れのエネルギーに比例するのであればべき指数は３になるが、報告されているべき指数は４〜１１と大きくばらついており、詳細は不明となっている。【０００８】
このため、従来より、キャビテーション噴流を利用して高効率でキャビテーションピーニングを行う場合や、キャビテーション噴流を利用するキャビテーション噴流発生装置の設計及び製作をする場合には、推定の対象となるキャビテーション噴流発生装置を用いて、又は推定のための試作モデル機を作製して、実際に試験を行うことで、キャビテーション噴流の能力を推定することが行われてきた。【０００９】
このようなキャビテーション噴流能力の推定方法として、衝撃力計測センサを用いてキャビテーション衝撃力を推定する方法が提案されている（特許文献１参照）。これは実際に推定の対象となるキャビテーション噴流発生装置を用いて、各条件（ノズル上流側圧力、ノズル下流側圧力、ノズル口径）において実際に衝撃力の計測を行う必要があった。【００１０】
別の推定方法として、推定の対象とする実機流体機械を模擬した模型流体機械を用いて、模型流体機械のキャビテーション強さを求め。模型流体機械及び実機粒体機械の相似性を利用することで、実機流体機械のキャビテーション強さを算出する方法が提案されている（特許文献２参照）。
この他に、スーパーコンピュータを用いてキャビテーション噴流のシミュレーションを行うことにより、キャビテーション噴流能力を予測する試みもなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２６７５８４号公報
【特許文献２】特許第４８１２１００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１記載の方法では、キャビテーション噴流能力の推定を行うごとに、推定の対象となるキャビテーション噴流発生装置を用意する必要があるため、推定のための費用や時間が課題であった。【００１３】
特許文献２記載の方法では、模型流体機械のキャビテーション強さから、実機流体機械のキャビテーション強さを算出しているが、流体機械の流体力学的パラメータに関するべき指数が定数とされていた。この方法においては十分な精度で実機流体機械のキャビテーション強さを予測することは困難であった。【００１４】
また、キャビテーション噴流のシミュレーションについては、キャビテーションでは気泡の相変化が生じること、また大量の気泡のシミュレーションが難しいことから、キャビテーションの発達はシミュレーションできるようになっているものの、キャビテーション噴流能力を算出することは困難であった。【００１５】
以上の背景から、上述の流体力学的パラメータから、キャビテーション噴流の能力を高精度で推定する技術が求められていた。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものである。【００１６】
即ち、本発明は、推定の対象となるキャビテーション噴流の模型流体機械又は実機流体機械による試験を行わずに、キャビテーション噴流の流体力学的パラメータからキャビテーション噴流の能力を推定する手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
〔１〕即ち、本発明の要旨は、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるに際し、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）を設定するとともに、【００１８】
【数１】
2013125463.tif 000003
【００１９】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータから、上記式（１）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定し、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めることを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定方法に存する。【００２０】
〔２〕ここで、〔１〕の上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、【００２１】
【数２】
2013125463.tif 000004
【００２２】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めることが好ましい。【００２３】
〔３〕さらに、〔２〕の上記式（２）において、Ｋn＝１であることが好ましい。【００２４】
〔４〕また、上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されていることが好ましい。【００２５】
〔５〕また、〔２〕または〔３〕の上記式（１）又は式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定するに際し、まず、上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求め、上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することが好ましい。【００２６】
〔６〕また、〔１〕〜〔５〕の上記の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるに際し、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、所定の演算順位を設定しておき、前記演算順位に従って順次、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めていくことが好ましい。【００２７】
〔７〕本発明の別の要旨は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、前記データベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００２８】
【数３】
2013125463.tif 000005
【００２９】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえたことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定システムに存する。【００３０】
〔８〕本発明の別の要旨は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００３１】
【数４】
2013125463.tif 000006
【００３２】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえたことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定装置に存する。【００３３】
〔９〕本発明の別の要旨は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００３４】
【数５】
2013125463.tif 000007
【００３５】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定しておき、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の予め特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段をそなえたことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定装置に存する。【００３６】
〔１０〕ここで、〔８〕又は〔９〕の上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、【００３７】
【数６】
2013125463.tif 000008
【００３８】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めることが好ましい。【００３９】
〔１１〕さらに、〔１０〕の上記式（２）において、Ｋn＝１であることが好ましい。【００４０】
〔１２〕また、〔１０〕又は〔１１〕の上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されていることが好ましい。【００４１】
〔１３〕また、〔１０〕又は〔１１〕の前記のべき指数を特定するために、上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求める手段と、上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する手段とがそなえられたことが好ましい。【００４２】
〔１４〕また、〔８〕〜〔１３〕の前記推定手段が、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、所定の演算順位を設定する手段と、前記演算順位に従って順次、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めていく手段とを有することが好ましい。【００４３】
〔１５〕本発明の別の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００４４】
【数７】
2013125463.tif 000009
【００４５】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段として機能させるためのプログラムに存する。【００４６】
〔１６〕本発明の別の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００４７】
【数８】
2013125463.tif 000010
【００４８】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段として機能させるためのプログラムに存する。【００４９】
〔１７〕ここで、〔１５〕又は〔１６〕の上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、【００５０】
【数９】
2013125463.tif 000011
【００５１】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めることが好ましい。【００５２】
〔１８〕さらに、〔１７〕の上記式（２）において、Ｋn＝１であることが好ましい。【００５３】
〔１９〕また、本発明の別の要旨は、〔１５〕〜〔１８〕のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に存する。【００５４】
〔２０〕本発明の別の要旨は、〔２〕〜〔６〕のキャビテーション噴流能力推定方法によって前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求め、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求めることを特徴とする、キャビテーション噴流推定誤差算出方法に存する。【００５５】
〔２１〕ここで、〔２０〕に記載のキャビテーション噴流推定誤差算出方法によって前記キャビテーション噴流能力推定誤差を求め、前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行うことが好ましい。【００５６】
〔２２〕また、〔８〕〜〔１４〕に記載のキャビテーション噴流能力推定装置と、前記キャビテーション噴流能力推定装置によって求められた推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段をそなえたことが好ましい。【００５７】
〔２３〕また、〔２２〕のキャビテーション噴流推定誤差算出装置と、前記キャビテーション噴流推定誤差算出装置によって求められた前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段をそなえたことが好ましい。【００５８】
〔２４〕本発明の別の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、【００５９】
【数１０】
2013125463.tif 000012
【００６０】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段として機能させるためのプログラムに存する。【００６１】
〔２５〕本発明の別の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、【００６２】
【数１１】
2013125463.tif 000013
【００６３】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段として機能させるためのプログラムに存する。【００６４】
〔２６〕本発明の別の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、【００６５】
【数１２】
2013125463.tif 000014
【００６６】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段として機能させるためのプログラムに存する。【００６７】
〔２７〕本発明の別の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、【００６８】
【数１３】
2013125463.tif 000015
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段として機能させるためのプログラムに存する。【００６９】
〔２８〕ここで、〔２４〕〜〔２７〕の上記式（２）において、Ｋn＝１であることが好ましい。【００７０】
〔２９〕また、本発明の別の要旨は、〔２４〕〜〔２８〕のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に存する。【００７１】
〔３０〕本発明の別の要旨は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、前記データベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００７２】
【数１４】
2013125463.tif 000016
【００７３】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段とをそなえたことを特徴とする、キャビテーション噴流能力算出式特定システムに存する。【００７４】
〔３１〕本発明の別の要旨は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００７５】
【数１５】
2013125463.tif 000017
【００７６】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段をそなえたことを特徴とする、キャビテーション噴流能力算出式特定装置に存する。【００７７】
〔３２〕ここで、上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であることが好ましい。【００７８】
【数１６】
2013125463.tif 000018
【００７９】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）【００８０】
〔３３〕さらに、〔３２〕の上記式（２）において、Ｋn＝１であることが好ましい。【００８１】
〔３４〕また、〔３２〕又は〔３３〕の上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されていることが好ましい。【００８２】
〔３５〕また、〔３２〕又は〔３３〕の前記べき指数特定手段が、上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求める手段と、上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する手段とをそなえていることが好ましい。【００８３】
〔３６〕本発明の要旨は、コンピュータを、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、【００８４】
【数１７】
2013125463.tif 000019
【００８５】
（式（１）において、Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段として機能させるためのプログラム。【００８６】
〔３７〕ここで、〔３６〕のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であることが好ましい。【００８７】
【数１８】
2013125463.tif 000020
【００８８】
（式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）【００８９】
〔３８〕さらに、〔３７〕の上記式（２）において、Ｋn＝１であることが好ましい。【００９０】
〔３９〕本発明の別の要旨は、〔３６〕〜〔３８〕のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に存する。
【発明の効果】
【００９１】
本発明によれば、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を高精度で推定することが出来る。また、推定の対象となるキャビテーション噴流による試験を行わないため、従来の実機流体機械や模型流体機械を用いた推定手法よりも、低コスト且つ短時間で推定を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置のノズルの先端部の寸法と試験片との関係を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置のノズルの先端部とキャビテーション噴流との関係を模式的に示す図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｇ）は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置における各種のノズルの先端部の断面形状を模式的に示す図である。
【図５】キャビテーション噴流試験装置のノズルごとの、スタンドオフ距離と壊食量を示すグラフである。
【図６】キャビテーション噴流試験装置のノズルごとの、壊食時間と壊食量を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムのハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムの機能ブロックを模式的に示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムにおける、べき指数特定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムにおける、影響関数特定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムにおける、噴流能力推定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムの機能ブロックを模式的に示す図である。
【図１４】本発明の他の実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置における、噴流能力推定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５（ａ）はキャビテーション数σ及びノズル口径ｄごとの、スタンドオフ距離ｓと壊食率ＥRとの関係について示す図である。図１５（ｂ）はキャビテーション数σ及び噴射圧力ｐ1ごとの、スタンドオフ距離ｓと壊食率ＥRとの関係について示す図である。
【図１６】図１６（ａ）はキャビテーション数σごとの、ノズル口径ｄと最適スタンドオフ距離ｓoptとの関係を示す図である。図１６（ｂ）はキャビテーション数σごとの、噴射圧力ｐ1と最適スタンドオフ距離ｓoptとの関係を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｃ）は各キャビテーション数σにおける、ノズル口径ｄごとの質量損失Δｍの経時変化を示す図である。
【図１８】図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は各キャビテーション数σにおける、噴射圧力ｐ1ごとの質量損失Δｍの経時変化を示す図である。
【図１９】図１９（ａ）はキャビテーション数σごとの、ノズル口径ｄと最大累積壊食率ＥRmaxのとの関係を示す図である。図１９（ｂ）はキャビテーション数σごとの、噴射圧力ｐ1と最大累積壊食率ＥRmaxとの関係を示す図である。
【図２０】キャビテーション数σとべき指数ｎp，ｎdとの関係を示す図である。
【図２１】キャビテーション数σと影響関数ｆ（σ）との関係を示す図である。
【図２２】図２２（ａ）〜図２２（ｄ）は、キャビテーション数σ及び気泡崩壊場圧力ｐ2を変化させた場合のキャビテーション噴流を観察した画像を示す図である
【図２３】キャビテーション噴流能力の推定のための流れを示した図である。
【図２４】式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータと、計算処理との関係を示した図である。
【図２５】キャビテーション噴流能力の推定のための流れを示した図である。
【図２６】式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータと、計算処理との関係を示した図である。
【図２７】本発明の他の実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図２８】本発明の他の実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置の機能ブロックを模式的に示す図である。
【図２９】本発明の他の実施形態としての本推定システムにおける、べき指数特定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【図３０】本発明の他の実施形態としての本推定システムにおける、影響関数特定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【図３１】本発明の他の実施形態としての本推定システムにおける、噴流能力推定手段の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
［１．キャビテーション噴流能力の推定について］
本発明に係るキャビテーション噴流能力推定方法（以下、本推定方法ともいう）は、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力（以下、推定キャビテーション噴流能力ともいう）を推定する方法である。言い換えれば、本推定方法は、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力を求める方法である。
【００９４】
キャビテーション噴流能力とは、キャビテーション噴流の作用によって及ぼされる力の指標を表わす値であって、前述のごとく、キャビテーション噴流によるキャビテーションピーニングや、金属材料の表面改質、洗浄、あるいは化学反応処理等についての能力をいう。
【００９５】
例えば、キャビテーション噴流をキャビテーションピーニングに用いる場合には、キャビテーションピーニングに関わるキャビテーション噴流の能力（加工能力）は、キャビテーション気泡の崩壊衝撃力であること、ならびに衝撃力から算出される衝撃エネルギーが壊食率（壊食量の時間変化率）に比例することから、キャビテーション噴流能力の指標としてキャビテーション壊食率（以下、壊食率ともいう）を用いることができる。
【００９６】
本推定方法は、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるに際し、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）を設定するとともに、
【００９７】
【数１９】
2013125463.tif 000021
（式（１）において、
Ｆはキャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)はキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）はキャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)はキャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）はキャビテーション数σの関数を表わす。）
【００９８】
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータから、上記式（１）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定し、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。
【００９９】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定システム（以下、本推定システムともいう）は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、前記データベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する上記式（１）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とを備えている。
【０１００】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定装置（以下、本推定装置ともいう）は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する上記式（１）中の、上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえている。
【０１０１】
また、本推定装置は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する上記式（１）中の、上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定しておき、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の予め特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段をそなえている。
【０１０２】
ここで、キャビテーション数σとは、キャビテーションの起こり易さを表わす無次元数であって、キャビテーション数σが大きくなるほどキャビテーションが起こりにくくなり、小さくなるほどキャビテーションが起こり易くなることが知られている。
キャビテーション数σは、キャビテーション噴流を生じさせる流体の飽和蒸気圧ｐν、キャビテーション噴流のノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1、ノズル下流側圧力（気泡崩壊場圧力）ｐ2との関係から、以下の式（４）で表すことができる。
【０１０３】
【数２０】
2013125463.tif 000022
【０１０４】
さらに、ｐ1＞＞ｐ2＞＞ｐνから、上記式（４）は下記の式（５）のようにして表すことができる。
【０１０５】
【数２１】
2013125463.tif 000023
【０１０６】
または、キャビテーション噴流を生じさせる流体の流体密度をρ、ノズルスロート部の流速をVとして、キャビテーション数σは以下の式（２１）で表すことができる。
【０１０７】
【数２２】
2013125463.tif 000024
【０１０８】
本推定方法、本推定システム、及び本推定装置（以下、本推定方法と本推定システムと本推定装置とを総称し、本推定手法という）は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関するデータを基にして、上記式（１）中の、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定し、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。さらには、上記式（１）からキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるにあたって、噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項のべき指数ｎ（σ）がキャビテーション数σの関数であり、ノズル口径ｄのべき乗則に関する項のべき指数ｍ（σ）がキャビテーション数σの関数となっている。
【０１０９】
従来より、キャビテーション噴流に関する流体力学的パラメータに関する項について、べき乗則があるということは経験則として知られており、各パラメータに関する項を何乗かしたものを掛け合わせることで、キャビテーション噴流能力の推定が行われていた。しかしながら、べき乗の値（べき指数）をどの程度にすれば良いかは明らかになっておらず、結果として従来の算出方法では推定キャビテーション噴流能力は、実測のキャビテーション噴流能力よりも数倍〜数百倍離れたものとなっていた。
【０１１０】
本発明は、キャビテーション噴流に関する流体力学的パラメータに関する項のべき指数を、キャビテーション噴流のキャビテーション数σの関数とすることにより、従来のキャビテーション噴流能力の推定手法よりも高精度で推定を行うことが出来ることを発見し、発明を完成させたものである。
【０１１１】
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）は、以下の式（２）で表すことができ、
【０１１２】
【数２３】
2013125463.tif 000025
【０１１３】
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めることが出来る。なお、上記式（２）において、Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。ｆ（σ）は推定するキャビテーション噴流能力のキャビテーション数σにおける影響関数を表わす。ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。
【０１１４】
ここで、影響関数とは、キャビテーション数σとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を表わす関係式であって、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるキャビテーション数σmaxのキャビテーション噴流能力ＥRmaxの値で無次元化した関数である。この関数は、キャビテーション噴流能力におけるキャビテーション数σの影響関数であるため、以下、「キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）」（または、影響関数ｆ（σ））という。
キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、例えば、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大を示す時のキャビテーション数σmaxの場合にｆ（σmax）＝１となる関数であって、この影響関数を微分するとｆ’（σmax）＝０となるものである。
【０１１５】
上記式（２）において、ｆ（σ）とは、上記のキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）に、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σを導入したものである。つまり、上記式（２）のｆ（σ）は、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける影響関数を表わしている。
上記式（２）において、ｆ（σref）とは、上記のキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）に、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefを導入したものである。つまり、上記式（２）のｆ（σref）は、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わしている。
【０１１６】
なお、この影響関数ｆ（σ）は、例えば後述する（影響関数特定処理）や（影響関数ｆ（σ）の特定）で述べる手法を用いて求められるが、その他の求め方も提案されており、本推定手法に適用することが出来る。
【０１１７】
すなわち本推定手法においては、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関するデータを基にして、上記式（２）中の、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定し、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σ、並びに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける影響関数ｆ（σ）と、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σref、並びに参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefにおける影響関数ｆ（σref）と、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnと、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０１１８】
上述したように、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるに際して、噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項のべき指数ｎ（σ）がキャビテーション数σの関数であり、ノズル口径ｄのべき乗則に関する項のべき指数ｍ（σ）がキャビテーション数σの関数となっている。なお、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）は、それぞれ噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項のべき指数の関数、ノズル口径ｄのべき乗則に関する項のべき指数の関数であるため、以下においてはべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を、便宜上それぞれｎp，ｎdと表わすことがある。
この場合、上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する式（２）は、以下の式（３）で表すことができる。
【０１１９】
【数２４】
2013125463.tif 000026
【０１２０】
なお、上記式（３）のべき指数についての関数ｎp，ｎdは、例えばｃ1、ｃ2、ｃ3及びｃ4を定数として、キャビテーション数σの一次式である下記式（６）、（７）の関係式で表すことができる。
【０１２１】
【数２５】
2013125463.tif 000027
【数２６】
2013125463.tif 000028
【０１２２】
上記式（３）は、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅrefに対して、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫn、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける影響関数ｆ（σ）と参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefにおける影響関数ｆ（σref）との比、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1と参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1refとの比を噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項のキャビテーション数σの関数であって上記式（６）で表わされるべき指数ｎpでｎp乗したもの、及び推定するキャビテーション噴流のノズル口径ｄと参照とするキャビテーション噴流のノズル口径ｄrefとの比をノズル口径ｄのべき乗則に関する項のキャビテーション数σの関数であって上記式（７）で表わされるべき指数ｎdでｎd乗したものを掛け合わせることにより、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出することができることを示している。
【０１２３】
本発明は、上記式（２）、（３）において、予め様々な噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの条件においてキャビテーション噴流の試験を行い、各条件におけるキャビテーション噴流能力Ｅrefを得ておき、これらのデータからキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する上記式（２）、（３）の各関数（Ｋn、ｆ（σ）、並びにｎ（σ）及びｍ（σ）又はｎp及びｎd）を求めておく。そして、上記式（２）又は（３）と、上記式（２）又は（３）の各関数と、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、キャビテーション数σrefと、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σとを用いて、推定するキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する。これにより、推定するキャビテーション噴流の実機流体機械や模型流体機械による試験を行うこと無しに、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σから、高精度に推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めることができる。
【０１２４】
なお、本発明は、上記のキャビテーション噴流能力を推定するに際して、予めべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）あるいはｎp，ｎdを特定して、上記の推定キャビテーション噴流能力を算出する式（１）、（２）、又は（３）を特定するが、本発明はかかるキャビテーション噴流能力算出式を特定する、新たな手法をも提供するものである。
【０１２５】
即ち、本発明に係るキャビテーション噴流能力算出式特定システム（以下、本特定システムともいう）は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、データベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する上記式（１）、（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、又は上記式（３）中のべき指数についての関数ｎp，ｎdを特定する、べき指数特定手段とをそなえている。
【０１２６】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力算出式特定装置（以下、本特定装置ともいう）は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する上記式（１）、（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、又は上記式（３）中のべき指数についての関数ｎp，ｎdを特定する、べき指数特定手段そなえている。
【０１２７】
［２．推定されたキャビテーション噴流能力の推定誤差、及び推定されたキャビテーションン噴流能力の評価について］
更に本発明は、推定されたキャビテーション噴流能力の推定誤差を求めたり、この推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力を評価したりすることも出来る。
【０１２８】
すなわち、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定誤差を求める手法は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する上記式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求め、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応するキャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段とを備える。
【０１２９】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定誤差を求める手法は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する上記式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定しておき、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の予め特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段とをそなえる。
【０１３０】
さらに、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手法は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する上記式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、上記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段とをそなえる。
【０１３１】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手法は、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する上記式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定しておき、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の予め特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段とをそなえる。
【０１３２】
［３．本発明の実施の形態についての具体的な説明］
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
【０１３３】
＜第一実施形態＞
本発明の一実施形態（以下、この実施形態を第一実施形態という）として、キャビテーション噴流能力の推定方法、同推定方法に係る推定システム、同推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。
【０１３４】
［３−１−１．推定システムの構成例］
（本システムのハードウェア構成の説明）
図７は、本発明の第一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムのハードウェア構成を模式的に示す図である。
図８は、本発明の第一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムの機能ブロックを模式的に示す図である。
【０１３５】
本実施形態におけるキャビテーション噴流能力推定システム１０は、図７に示すように、キャビテーション噴流能力推定装置１１とデーターサーバ２２とを備える。
【０１３６】
キャビテーション噴流能力推定装置１１は、入力インターフェース１２、出力インターフェース１３、バス１４、ハードディスク１５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６、メモリ１７等を備える。データサーバ２２は、データベース２３を備える。
【０１３７】
入力インターフェース１２は、キャビテーション噴流能力推定装置１１と外部との情報をやりとりするユニットであり、外部から情報（信号）を受信したら、バス１４を介して情報処理装置１１内の各部１３、１５〜１７に信号を適宜送信するようになっている。
入力インターフェース１２には、キャビテーション噴流試験装置２１が繋がれ、キャビテーション噴流能力推定装置１１にキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力に関するデータ、キャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータに関するデータ、並びに試験結果に関するデータを入力するようになっている。また、入力インターフェース１２には、図示しない外部メモリやキーボードを接続してもよく、これらにより、キャビテーション噴流能力、流体力学的パラメータ等に関するデータをキャビテーション噴流能力推定装置１１に入力してもよい。
【０１３８】
また、入力インターフェース１２には、キャビテーション噴流能力推定装置１１の外部に設けられるデータサーバ２２が接続されている。キャビテーション噴流能力推定装置１１とデータサーバ２２とは、有線または無線のどちらで接続されていてもよく、またインターネットを介して接続されていてもよい。
【０１３９】
データサーバ２２は、データベース２３（外部データベース）をそなえており、このデータベース２３には、キャビテーション噴流能力に関するデータ、キャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル形状等の流体力学的パラメータについてのデータ、及び試験結果に関するデータ、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫn、並びに上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、及び上記式（３）中のべき指数についての関数ｎp，ｎdが蓄積保存されており、これらのデータをキャビテーション噴流能力推定装置１１に取り込み、また書き込めるようになっている。
【０１４０】
なお、本実施形態においては、データベース２３は、外部データベースとしてキャビテーション噴流能力推定装置１１の外部に設けられるデータサーバ２２に保存されるものとしているが、図示しないキャビテーション噴流能力推定装置１１の外部に設けられるコンピュータ読取可能な記録媒体に格納し、ここからデータを読み出し、又は書き込むようにしてもよい。
【０１４１】
また、本実施形態においては、データベース２３はキャビテーション噴流能力推定装置１１の外部に設けられるデータサーバ２２に保存されるものとしているが、キャビテーション噴流能力推定装置１１が備えるハードディスク１５、又はキャビテーション噴流能力推定装置１１の内部に設けられるコンピュータ読取可能な記録媒体に内部データベースとして格納し、この内部データベースからデータを読み出し、又は書き込むようにしても良い。
【０１４２】
出力インターフェース１３は、情報処理装置２０と外部との情報をやりとりするユニットであり、情報処理装置１１内の各部１２、１５〜１７からバス１４を介して情報（信号）を受信したら、外部に信号を送信するようになっている。
【０１４３】
ハードディスク１５には、キャビテーション噴流能力や流体力学的パラメータについてのデータを蓄積するデータベースが格納されているほか、べき指数特定用コンピュータソフトウェアや、影響関数特定用コンピュータソフトウェアや、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアが格納されている。
【０１４４】
ＣＰＵ１６は、種々の制御や演算を行なう処理装置であり、ハードディスク１５やメモリ１７に格納された、べき指数特定用コンピュータソフトウェアや、影響関数特定用コンピュータソフトウェアや、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアを実行することにより、種々の機能を実現する。そして、ＣＰＵ１６が、これらのコンピュータプログラムを実行することにより、図８に記載の後述するべき指数特定手段３３、影響関数特定手段３６、噴流能力推定手段３７として機能する。
【０１４５】
なお、これらのべき指数特定手段３３、影響関数特定手段３６、噴流能力推定手段３７としての機能を実現するためのプログラム（べき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、噴流能力推定用コンピュータソフトウェア）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置１１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク１５やメモリ１７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置１１に提供するようにしてもよい。
【０１４６】
べき指数特定手段３３、影響関数特定手段３６、噴流能力推定手段３７としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではハードディスク１５又はメモリ１７）に格納されたプログラムがキャビテーション噴流能力推定装置１１のマイクロプロセッサ（本実施形態ではＣＰＵ１６）によって実行される。このとき、図示しない外部の記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
【０１４７】
ここで、べき指数特定用コンピュータソフトウェアとは、データベース２３に蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力を算出する上記式（１）又は（２）中の、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定するものである。または、上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力を算出する式（１）が上記の式（３）である場合に、べき指数についての関数ｎp，ｎdを特定するものである。
【０１４８】
影響関数特定用コンピュータソフトウェアとは、キャビテーション数σとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を求めるものである。
【０１４９】
噴流能力推定用コンピュータソフトウェアとは、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。または、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（２）と、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。または、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（３）と、べき指数についての関数ｎp，ｎdとを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０１５０】
そして、このべき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、及び噴流能力推定用コンピュータソフトウェアが、上記のコンピュータ読み取り可能な各種の記録媒体に格納されるのである。
【０１５１】
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを備えている。
【０１５２】
メモリ１７は、種々のデータやプログラムを格納する記憶部であって、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリや、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現される。本実施形態では、メモリ１７には、ＣＰＵ１６に実行させる、べき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアや、噴射圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータに関する各データと、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力に関するデータと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、べき指数についての関数についてのデータが格納される。
【０１５３】
（キャビテーション噴流試験装置のハードウェア構成の説明）
次に、キャビテーション噴流能力推定システム１０に接続される、キャビテーション噴流試験装置の構成について説明する。
図１は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１の構成を模式的に示す図である。
【０１５４】
本キャビテーション噴流試験装置１０１は、図１に示すように、水槽１０２、試料水１０３、プランジャポンプ１０４、ノズル１０６、試験部１０８、試験片１１０、上流圧力ゲージ１０５、下流圧力ゲージ１１１、下流バルブ１１２、フィルター１１３、冷却機１１４、隔壁１１５を備えている。なお、図１中の符号１０７は、ノズル１０６の先端部を示す。
【０１５５】
キャビテーション噴流試験装置１０１は、水槽１０２に貯留した試料水１０３を、プランジャポンプ１０４で加圧し、ノズル１０６のノズル先端部１０７を介して試験片１１０（以下、壊食試験片ともいう）に噴射する。壊食試験片１１０は、密閉可能な試験部１０８内の試験台１０９に設置する。ノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1は、上流圧力ゲージ１０５により計測可能であり，プランジャポンプ１０４のインバータモータの回転数により制御する。試験部１０８の圧力であるノズル下流側圧力（気泡崩壊場圧力）ｐ2は、下流圧力ゲージ１１１により計測可能であり、試験部から流出する流量を調整して制御する。キャビテーション噴流試験装置１０１には、冷却機１１４が備えられ、試料水１０３の冷却を行うことが出来る。また、フィルター１１３、及び水槽１０２に設けられた隔壁１１５により、清浄な試料水１０３をキャビテーション噴流に供することが出来る。
【０１５６】
キャビテーション噴流試験装置１０１は、上記のように構成されており、上述のノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1及びノズル下流側圧力（気泡崩壊場圧力）ｐ2、並びにノズル先端部１０７の形状等の条件を変えながらキャビテーション噴流を試験片１１０に作用させる試験（キャビテーション噴流試験）を行うことで、各条件における試験片１１０の時間当たりの壊食量を測定することにより、キャビテーション噴流能力の指標としてキャビテーション壊食率を求めることが出来る。
【０１５７】
（ノズル形状Ｋについて）
図２は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６の先端部１０７の寸法と試験片との関係を模式的に示す図である。
図３は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６の先端部１０７とキャビテーション噴流との関係を模式的に示す図である。
図４（ａ）〜図４（ｇ）は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１における各種のノズル１０６の先端部１０７の断面形状を模式的に示す図である。
図５は、キャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６ごとの、スタンドオフ距離と壊食量を示すグラフである。
図６は、キャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６ごとの、壊食時間と壊食量を示すグラフである。
図２２（ａ）〜図２２（ｄ）は、キャビテーション噴流装置１０１において、キャビテーション数σ及び気泡崩壊場圧力ｐ2を変化させた場合のキャビテーション噴流を観察した画像を示す図である。
【０１５８】
キャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６の先端部１０７は、図４（ａ）〜図４（ｇ）に例示されるように、様々な形状の物が用いられている。
【０１５９】
図２２の（ａ）〜図２２（ｄ）に示すように、キャビテーション噴流は高速度ビデオカメラを用いて撮影して画像処理することにより観察することが出来る。キャビテーション数σ及び気泡崩壊場圧力ｐ2（すなわち、噴射圧力ｐ1と気泡崩壊場圧力ｐ2）に応じて、キャビテーション噴流の挙動が変化することが分かる。
【０１６０】
図２は、キャビテーション噴流１２０を模式的に示している。ノズル先端部１０７の図中左側から試料水１０３が導入され、図中右側からキャビテーション噴流１２０が噴射される。ノズル１０６の先端部１０７のノズルスロートの直径（以下、単にノズル口径ともいう）をｄ、ノズル出口部の円筒直径をＤ、ノズル出口部の円筒長さをＬで表わし、ノズルスロート部の出口側端部から、試験片１１０までの距離（以下、スタンドオフ距離とも言う）をｓで表わす。
また、図３に模式的に示すように、キャビテーション噴流１２０の最も太い部分の幅をｗで示す。
【０１６１】
キャビテーション噴流試験装置１０１を用いることにより、キャビテーション噴流による、試験片１１０の壊食量を測定することが出来る。この時、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、円筒直径Ｄ、円筒長さＬ、スタンドオフｓ、キャビテーション噴流１２０を試験片１１０に作用させた時間である壊食時間を変化させて、各パラーメータ条件における壊食量の測定が可能である。
【０１６２】
図５に示すように、スタンドオフ距離ｓに応じて壊食量が変化し、ノズル形状（１）〜（７）（ノズル形状（１）〜（７）は、図４（ａ）〜図４（ｇ）にそれぞれ示すノズルの形状に対応する。以下同じ。）によって、壊食量が最大を示すスタンドオフ距離である、最適スタンドオフ距離ｓoptが変化する。
また、図６に示すように、壊食時間ｔに応じて壊食量Δｍが変化し、ノズル形状（１）〜（７）によっても、壊食量の変化に影響を及ぼす。
【０１６３】
キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力を算出する上記式（２）、（３）におけるＫnは、上述のノズルの円筒直径Ｄ、円筒長さＬ等の試験片１１０の形状に依存する形状関数であり、この関数は定数であってもよい。
【０１６４】
上述の通り、キャビテーション噴流による作用（壊食量、壊食率）には、極大を示す最適スタンドオフ距離ｓoptが存在し、キャビテーション噴流を作用させた時間（壊食時間）により変化する。このため、まず、キャビテーション噴流試験装置１０１を用いてキャビテーション噴流能力を測定するにあたり、まず様々な噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄにおいて試験を行い、各条件での最適スタンドオフ距離ｓoptを明らかにする。その後、最適スタンドオフ距離ｓoptにおいて壊食時間を変えて壊食試験を実施して最大のキャビテーション噴流能力（最大累積壊食率）を求める。そして、これらの各条件における実測データを用いて最大累積壊食率におけるＫn、べき指数についての関数、及び影響関数を実験的に求めることができる。
【０１６５】
［３−１−２．推定システムの機能構成］
次に、本実施形態のキャビテーション噴流能力推定システムの機能構成について説明する。
図８は、本発明の第一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムの機能ブロックを模式的に示す図である。
【０１６６】
本実施形態のキャビテーション噴流能力推定システム３１を機能的に表わすとき、キャビテーション噴流能力推定システム３１は、図８に示すように、データベース３２と、べき指数指定手段３３と、影響関数特定手段３６と、噴流能力推定手段３７とを備える。これら、べき指数指定手段３３と、影響関数特定手段３６と、噴流能力推定手段３７は、コンピュータプログラムによるソフトウエアを実行させることにより、このソフトウェアがべき指数指定手段３３と、影響関数特定手段３６と、噴流能力推定手段３７として機能するようになっている。このソフトウェアは、メモリ１７に格納され、ＣＰＵ１６により読み出されて実行される。
【０１６７】
データベース３２とは、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力や、噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータ、推定キャビテーション能力の算出に用いられる式や関数についてのデータを蓄積するデータベースである。
【０１６８】
データベース３２には、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σ、後述する影響関数特定手段３６により特定されたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnが格納されている。また、データベース３２には、後述するＢ手段３５により特定された式（１）〜（３）のキャビテーション数σとべき指数との関係を表わす関係式（べき指数についての関数）、すなわち上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、及び上記式（３）中のべき指数についての関数ｎp，ｎdが格納されている。
【０１６９】
これらのデータは、上述のキャビテーション噴流試験装置を用いて、予め様々な条件の噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σにおいてキャビテーション噴流能力を評価するキャビテーション噴流試験を行うことにより、各条件における実測のキャビテーション噴流能力のデータが得られ、各データ毎の組み合わせに対応して関連付けられて格納されている。後述するキャビテーション噴流能力の推定のため、各条件における実測のキャビテーション噴流能力のデータが多いほど、高精度に推定を行うことが可能となる。
【０１７０】
べき指数特定手段３３は、Ａ手段３４と、Ｂ手段３５とから構成されている。
Ａ手段３４は、データベース３２に蓄積された、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1と、噴射圧力ｐ1に対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を求めるとともに、キャビテーション噴流のノズル口径ｄと、ノズル口径ｄに対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を求めるものである。
【０１７１】
Ｂ手段３５は、Ａ手段３４で求められた、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1と、噴射圧力ｐ1に対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ）との関係を、又はキャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎpと関係を、σの関数である関係式（６）として求めることで特定するものである。また、Ｂ手段３５は、Ａ手段３４で求められた、ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｍ（σ）との関係を、又はキャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎdとの関係を、σの関数である関係式（７）として求めることで特定するものである。
【０１７２】
こうして求められたキャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ）の関係を表わす関係式、キャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎpとの関係を表わす関係式（６）、キャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｍ（σ）との関係を表わす関係式、又はキャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎdとの関係を表わす関係式（７）は、データベース３２に格納される。
【０１７３】
影響関数特定手段３６は、キャビテーション数σとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を求めるものである。
【０１７４】
噴流能力推定手段３７は、Ｃ手段３８とＤ手段３９とから構成されている。
Ｃ手段３８は、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、キャビテーション噴流能力を算出する際の演算順位を設定する。
【０１７５】
Ｄ手段３９は、Ｃ手段３８により設定された演算順位に従って、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、Ｂ手段３５によって特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。
【０１７６】
または、Ｄ手段３９は、外部から入力される推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、データベース３２に格納されている参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（２）と、Ｂ手段３５により特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、影響関数特定手段３６により特定されたキャビテーション数σ及びσrefの影響関数ｆ（σ）及びｆ（σref）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０１７７】
または、Ｄ手段３９は、外部から入力される推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、データベース３２に格納されている参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（３）と、Ｂ手段３５により特定された上記式（６）、（７）で表わされるべき指数についての関数ｎp，ｎdと、影響関数特定手段３６により特定されたキャビテーション数σ及びσrefの影響関数ｆ（σ）及びｆ（σref）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０１７８】
［３−１−３．推定システムの動作及び推定システムを用いたキャビテーション噴流能力推定方法］
図９〜１１に示すフローチャートに従って、本実施形態のキャビテーション噴流能力推定システムのべき指数特定処理、影響関数特定処理、噴流能力推定処理における動作を説明する。
図９は、本発明の第一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムにおける、べき指数特定手段３３の処理を説明するためのフローチャートである。
【０１７９】
図１０は、本発明の第一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムにおける、影響関数特定手段３６の処理を説明するためのフローチャートである。
【０１８０】
図１１は、本発明の第一実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムにおける、噴流能力推定手段３７の処理を説明するためのフローチャートである。
【０１８１】
（べき指数特定処理）
図９に示すように、まずＡ手段３４が、データーベース３２から、各キャビテーション数σにおける噴射圧力ｐ1及びキャビテーション噴流能力ＥRmax、並びに各σにおけるノズル口径ｄ及びキャビテーション噴流能力ＥRmaxを取得する（ステップＳ１１）。
べき指数特定処理では、これらのデータから、噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄのそれぞれのべき指数についての関数ｎ（σ）及びｍ（σ）を求める。具体的には、上記式（６）、（７）で表わされる、上記式（３）における噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄのそれぞれの項のべき指数についての関数ｎp及びｎdを求める。
【０１８２】
噴射圧力ｐ1とノズル口径ｄに対してキャビテーション噴流能力ＥRmaxを両対数グラフ上に示すと、両対数グラフ上でそれぞれ直線関係が認められ、キャビテーション数σごとにべき乗則が成り立っていることが分かる。Ａ手段３４は、べき指数ｎp及びｎdを、キャビテーション数σごとの噴射圧力ｐ1又はノズル口径ｄとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの両対数グラフの傾きとして得ることが出来る。このとき、キャビテーション数σによりべき指数ｎp及びｎdの値が変化するため、べき乗則を仮定した場合の各キャビテーション数σにおける、それぞれのべき指数についての関数ｎp，ｎdの値を算出する（ステップＳ１２）。
【０１８３】
次に、Ｂ手段３５が、キャビテーション数σと、それぞれのべき指数についての関数ｎp，ｎdの値との関係から、べき指数についての関数ｎp及びｎdを求める、キャビテーション数σとべき指数についての関数ｎpにおいて直線関係を認めることができるため、１次式を仮定して、上記式（３）における噴射圧力ｐ1の項のべき指数をキャビテーション数σで表わした関数ｎpとして求める。同様に、σとｎdにおいて直線関係を認めることができるため、１次式を仮定して、上記式（３）におけるノズル口径ｄの項のべき指数をキャビテーション数σで表わした関数ｎdとして求める（ステップＳ１３）。
【０１８４】
このようにして求めた、噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎp、及びノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdを、データベース３２に格納する（ステップＳ１４）。
【０１８５】
（影響関数特定処理）
図１０に示すように、影響関数特定手段３６が、データーベース３２から、各キャビテーション数σにおける実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxを取得する（ステップＳ２１）。
【０１８６】
次に、影響関数特定手段３６は、キャビテーション噴流能力ＥRmaxを、各噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄごとに、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるσの値で、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）として無次元化する（ステップＳ２２）。すなわち、各噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄごとに、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるσの値におけるキャビテーション噴流能力ＥRmaxの値で、各σにおけるキャビテーション噴流能力ＥRmaxを除算することにより、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるσの値におけるｆ（σ）が１と成るように正規化する。
【０１８７】
さらに、ｆ（σ）としてσを変数とする近似式を仮定して、影響関数ｆ（σ）を求める（ステップＳ２３）。
ここで、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、キャビテーション噴流能力が極大を示すキャビテーション数σmaxの前後で異なった関数として定義することが好ましい。
【０１８８】
例えば、各噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄにおいて、キャビテーション噴流能力が極大を示すキャビテーション数σmaxで影響関数ｆ（σ）が極大を示すことから、ｆ（σmax）＝１、ｆ’（σmax）＝０と考えられる。またσ≒０では、キャビテーション噴流による作用が生じないと考えられるのでｆ（０）＝０と仮定できる。以上を考慮して、キャビテーション数σが、σ≦σmaxにおいて（またはσ＜σmax）の領域では、ｆ（σ）としてσの３次式を仮定することが好ましく、σ≦σmaxの実測値にニュートン法を適用してｆ（σ）の各係数を求めることが出来る。
【０１８９】
一方、σ≧σmax（またはσ＞σmax）では、σが大きくなるほどキャビテーションの発生領域は少なくなると共にｆ（σ）は減少し、初生キャビテーション数σi（あるいは消滅キャビテーション数σd）よりも大の場合にはキャビテーションは発生しないので、ｆ（σi）＝０となる。すなわち、キャビテーション数σが、σ≧σmax（またはσ＞σmax）ではｆ（σ）は単調に減少すると考えられるので、１次式で仮定することが好ましい。
このようにして求めたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を、データベース３２に格納する（ステップＳ２４）。
【０１９０】
（噴流能力推定処理）
図１１に示すように、Ｃ手段３８が、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、キャビテーション噴流能力を算出する際の演算順位を設定する（ステップＳ３１）。
【０１９１】
ここで、３つのパラメータの演算順位によって、六通りの組み合わせが考えられるが、演算順位は、演算精度の点から、キャビテーション数σを最初にして、後に噴射圧力ｐ1又はノズル口径ｄとすることが好ましい。すなわち、好ましい演算順位は、キャビテーション数σ→噴射圧力ｐ1→ノズル口径ｄの順位とするか、またはキャビテーション数σ→ノズル口径ｄ→噴射圧力ｐ1の順位とすることが好ましい。
【０１９２】
次に、Ｄ手段３９が、データーベース３２から、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力Ｅref、キャビテーション数σref、噴射圧力ｐ1ref、及びノズル口径ｄref、並びに形状関数Ｋnを取得する（ステップＳ３２）。これらの参照とするデータは、あらかじめキャビテーション噴流能力を評価する試験を行うことにより得られた実測のデータである。
【０１９３】
なお、推定キャビテーション噴流能力の算出の推定精度の観点から、推定キャビテーション噴流能力の算出に用いられる参照とするキャビテーション噴流のデータは、キャビテーション数σref、噴射圧力ｐ1ref、及びノズル口径ｄrefと、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σ、噴射圧力ｐ1、及びノズル口径ｄとが近い値のデータを取得するようにするとが好ましい。中でも、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefと、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σとが近い値のデータを取得するようにすることが特に好ましい。
【０１９４】
また、Ｄ手段３９は、データーベース３２から、ステップＳ１３において求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、並びにステップＳ２３において求められた噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎp、及びノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdを取得する（ステップＳ３３）。
さらに、Ｄ手段３９は、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σ、噴射圧力ｐ1、及びノズル口径ｄを取得する（ステップＳ３４）。
【０１９５】
そして、Ｄ手段３９は、上記式（３）において、Ｅrefに参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力の値、Ｋnに形状関数の値、ｆ（σ）に推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける影響関数ｆ（σ）の値、ｆ（σref）に参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefにおける影響関数ｆ（σref）の値、ｐ1に推定するキャビテーション噴流の噴射圧力の値、ｐ1refに参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力の値、ｄに推定するキャビテーション噴流のノズル口径の値、ｄrefに参照とするキャビテーション噴流のノズル口径の値、ｎpに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎpの値、及びｎdに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおけるノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdの値を導入することで、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する（ステップＳ３５）。
【０１９６】
なお、本実施形態では演算順位の決定（ステップＳ３１）を、各データの取得（ステップＳ３２〜３４）の前に行っているが、演算順位の決定は各データの取得の後に行ってもよい。また、各データの取得（ステップＳ３２〜３４）は、順序を入れ替えて行ってもよい。
【０１９７】
また、本実施形態ではＢ手段３５で求められたべき指数についての関数ｎp及びｎdは、データベース３２に格納され、ステップＳ３３において、Ｄ手段３９が、データーベース３２から取得することになっているが、Ｂ手段３５で求められたべき指数についての関数ｎp及びｎdを、データーベース３２に格納せずに、Ｄ手段３９が直接用いるようにしてもよい。
【０１９８】
また、本実施形態では影響関数特定手段手段３６で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、データベース３２に格納され、ステップＳ３３において、Ｄ手段３９が、データーベース３２から取得することになっているが、Ｄ手段３９で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を、データーベース３２に格納せずに、Ｄ手段３９が直接用いるようにしてもよい。
【０１９９】
（推定キャビテーション噴流能力の推定処理）
ここで、上記式（３）による、推定キャビテーション噴流能力の推定処理について、特に上述のステップＳ３５における処理について詳細に説明する。
【０２００】
Ｄ手段３９により行われるキャビテーション噴流能力の推定処理について、図２３、２４を利用して説明する。ここでは一例として、キャビテーション数σ→噴射圧力ｐ1→ノズル口径ｄの演算順位でキャビテーション噴流能力Ｅcavの算出を行う場合について説明するが、演算順位が異なっても同様に推定処理を行うことが出来る。
【０２０１】
図２３は、推定処理を説明するために、キャビテーション噴流能力の推定のための流れを示した図である。
図２４は、推定処理を説明するために、上記式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータと、計算処理との関係を示した図である。
【０２０２】
本実施形態において、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出にあたり、Ｃ手段３８によりステップＳ３１において定めた演算順位に基づいて、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの各パラメータを上記式（３）に順に一つずつ導入して、キャビテーション噴流能力の推定値の算出を行う。
まずは、本実施形態の推定処理について、処理の流れを図２３を用いて説明する。
【０２０３】
始めに、上記式（３）を用いて、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σについての各パラメータ全てが、参照するキャビテーション噴流のパラメータである場合、すなわち噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、噴射圧力ｐ2ref（σref＝ｐ2ref／ｐ1ref）におけるキャビテーション噴流能力を推定する。この時の推定キャビテーション噴流能力は、形状関数Ｋn＝１とすると、参照するキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅrefとして表わされる（ステップＳ５１）。
【０２０４】
次に、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2（σ＝ｐ2／ｐ1）、ノズル口径ｄを取得しておく（ステップＳ５２）。なお、この処理は図１１のステップＳ３４に相当する。
さらに、上記式（３）のｆ（σ）／ｆ（σref）を算出しておく（ステップＳ５３）。
そして、上記式（３）を用いて、１番目の演算順位のパラメータ（ここではキャビテーション数σ）のみ、推定するキャビテーション噴流のパラメータを導入した場合、すなわちｐ1ref、ｄref、σにおける推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を算出する（ステップＳ５４）。
【０２０５】
次に、上記式（３）の（ｐ1／ｐ1ref）np、及びｎp＝ｃ1σ＋ｃ2を算出しておく（ステップＳ５５）。
そして、上記式（３）を用いて、１番目と２番目の演算順位のパラメータ（ここではキャビテーション数σと噴射圧力ｐ1）について、推定するキャビテーション噴流のパラメータを導入した場合、すなわちｐ1、ｄref、σにおける推定キャビテーション能力Ｅcav’’を算出する（ステップＳ５６）。
【０２０６】
次に、上記式（３）の（ｄ／ｄref）nd、及びｎd＝ｃ3σ＋ｃ4を算出しておく（ステップＳ５７）。
そして、最後に、上記式（３）を用いて、１〜３番目の全ての演算順位のパラメータについて、推定するキャビテーション噴流のパラメータを導入した場合、すなわちｐ1、ｄ、σにおけるキャビテーション能力Ｅcavを算出する（ステップＳ５８）。
【０２０７】
図２３を用いて説明した処理について、上記式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータとの関係をまとめると、図２４のようになる。図２４では、前のステップから変更したパラメータの項を破線の矢印と下線で示している。また、前のステップで算出されたパラメータを次のステップで用いる場合には、実線の矢印と下線で示している。
【０２０８】
始めに、ステップＳ５１では、上記式（３）のキャビテーション数、噴射圧力、及びノズル口径に関する項（ｆ（σ）、ｆ（σref）ｐ1、ｐ1ref、ｄ、ｄref、ｎp、ｎd）は、全て推定するキャビテーション噴流のパラメータとなっている。この時の推定キャビテーション噴流能力は、形状関数Ｋn＝１とするとＥrefに相当する。
【０２０９】
次にステップＳ５４では、上記式（３）の参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力ＥrefとしてステップＳ５１で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅrefを用いており、キャビテーション数σに、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σを導入して、推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を算出している。
【０２１０】
さらにステップＳ５６では、上記式（３）の参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力ＥrefとしてステップＳ５４で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を用いており、噴射圧力ｐ1に、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1を導入して、推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’を算出している。
【０２１１】
最後にステップＳ５８では、上記式（３）の参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力ＥrefとしてステップＳ５６で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’を用いており、ノズル口径ｄに、推定するキャビテーション噴流のノズル口径ｄを導入して、推定するキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する。
【０２１２】
上述した処理を行うことにより、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの各パラメータを上記式（３）に順に一つずつ導入して、推定するキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力を算出することが出来る。
【０２１３】
なお、本実施形態では、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出は、上述したように、推定するキャビテーション噴流の各パラメータを順に導入して、順次推定キャビテーション噴流能力を算出する場合の処理について説明したが、上記式（３）に推定するキャビテーション噴流の各パラメータを同時に導入して、一度に推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出するようにしても良い。
【０２１４】
［３−１−４．推定誤差算出及び推定精度評価］
本実施形態において、噴流能力推定手段３７においてキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めた後に、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、この推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応するキャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める推定誤差算出手段４１をさらに備えていても良い。また、このキャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う推定精度評価手段４２をさらに備えていても良い（図８参照）。
【０２１５】
すなわち、データベース３２、べき指数特定手段３３、影響関数特定手段３６、噴流能力推定手段３７に、推定誤差算出手段４１を加えることで、キャビテーション推定誤差算出システム３０１が構成されるとともに、このキャビテーション噴流推定誤差算出システム３０１に、推定精度評価手段４２を加えることで、キャビテーション噴流能力評価システム３０２が構成される。
【０２１６】
なお、キャビテーション噴流推定誤差算出システム３０１、及びキャビテーション噴流能力評価システム３０２のハードウェア構成は図７と同様であり、推定誤差算出手段４１、推定精度評価手段４２の機能を実現するためのプログラム（推定誤差算出用コンピューソフトウェア、推定精度評価用コンピューソフトウェア）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置１１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク１５やメモリ１７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置１１に提供するようにしてもよい。
【０２１７】
これら推定誤差算出手段４１を有するキャビテーション噴流推定誤差算出システム３０１、及び推定精度評価手段４２を有するキャビテーション噴流能力評価システム３０２により、キャビテーション噴流推定能力の評価、比較を行うことが出来る。
【０２１８】
＜第二実施形態＞
本発明の他の実施形態（以下、この他の実施形態を第二実施形態という）として、キャビテーション噴流能力の推定方法、同推定方法に係る推定システム、同推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。
【０２１９】
［３−２−１．推定装置の構成例］
（本装置のハードウェア構成の説明）
図２７は、本発明の第二実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図２８は、本発明の第二実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置の機能ブロックを模式的に示す図である。
【０２２０】
本実施形態におけるキャビテーション噴流能力推定装置２１１は、図２７に示すように、入力インターフェース２１２、出力インターフェース２１３、バス２１４、ハードディスク２１５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１６、メモリ２１７等を備える。
【０２２１】
入力インターフェース２１２は、第一実施形態の入力インターフェース１２と同様であり、キャビテーション噴流能力推定装置５１の外部には、データサーバ２２２が接続されている。
【０２２２】
データサーバ２２２は、データベース２２３（外部データベース）をそなえており、このデータベース２２３には、キャビテーション噴流能力に関するデータ、キャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル形状等の流体力学的パラメータについてのデータ、及び試験結果に関するデータ、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫn、並びに上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、及び上記式（３）中のべき指数についての関数ｎp，ｎdが蓄積保存されており、これらのデータをキャビテーション噴流能力推定装置２１１に取り込み、また書き込めるようになっている。
【０２２３】
なお、本実施形態においては、データベース２２３は、外部データベースとしてキャビテーション噴流能力推定装置２１１の外部に設けられるデータサーバ２２２に保存されるものとしているが、図示しないキャビテーション噴流能力推定装置２１１の外部に設けられるコンピュータ読取可能な記録媒体に格納し、ここからデータを読み出し、又は書き込むようにしてもよい。
【０２２４】
出力インターフェース２１３は、第一実施形態の出力インターフェース１３と同様であり、ハードディスク２１５は、第一実施形態のハードディスク１５と同様である。
【０２２５】
ＣＰＵ２１６は、第一実施形態のＣＰＵ１６と同様であり、ハードディスク２１５やメモリ２１７に格納された、べき指数特定用コンピュータソフトウェアや、影響関数特定用コンピュータソフトウェアや、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアを実行することにより、種々の機能を実現する。そして、ＣＰＵ２１６が、これらのコンピュータプログラムを実行することにより、図２８に記載の後述するべき指数特定手段２３３、影響関数特定手段２３６、噴流能力推定手段２３７として機能する。。
【０２２６】
なお、これらのべき指数特定手段３３、影響関数特定手段３６、噴流能力推定手段３７としての機能を実現するためのプログラム（べき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、噴流能力推定用コンピュータソフトウェア）は、第一実施形態と同様に、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置２１１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク２１５やメモリ２１７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置２１１に提供するようにしてもよい。
【０２２７】
べき指数特定手段２３３、影響関数特定手段２３６、噴流能力推定手段２３７としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではハードディスク２１５又はメモリ２１７）に格納されたプログラムがキャビテーション噴流能力推定装置２１１のマイクロプロセッサ（本実施形態ではＣＰＵ２１６）によって実行される。このとき、図示しない外部の記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。そして、キャビテーション噴流能力推定装置２１１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク２１５やメモリ２１７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置２１１に提供するようにしてもよい。
【０２２８】
ここで、べき指数特定用コンピュータソフトウェアとは、データベース２２３に蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力を算出する上記式（１）又は（２）中の、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定するものである。または、上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力を算出する式（１）が上記の式（３）である場合に、べき指数についての関数ｎp，ｎdを特定するものである。
【０２２９】
影響関数特定用コンピュータソフトウェアとは、キャビテーション数σとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を求めるものである。
【０２３０】
噴流能力推定用コンピュータソフトウェアとは、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。または、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（２）と、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。または、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（３）と、べき指数についての関数ｎp，ｎdとを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０２３１】
そして、このべき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、及び噴流能力推定用コンピュータソフトウェアが、上記のコンピュータ読み取り可能な各種の記録媒体に格納されるのである。
【０２３２】
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを備えている。
【０２３３】
メモリ２１７は、種々のデータやプログラムを格納する記憶部であって、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリや、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現される。本実施形態では、メモリ２１７には、ＣＰＵ２１６に実行させる、べき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアや、噴射圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータに関する各データと、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力に関するデータと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、べき指数についての関数についてのデータが格納される。
【０２３４】
（キャビテーション噴流試験装置のハードウェア構成の説明）
キャビテーション噴流能力推定装置２１１に接続される、キャビテーション噴流試験装置２２１の構成は、第一実施形態のキャビテーション噴流試験装置２１と同様である。
また、キャビテーション噴流試験装置２２１は、第一実施形態のキャビテーション噴流試験装置２１と同様に、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、及びノズル先端部の形状等の条件を変えながらキャビテーション噴流試験を行うことで、キャビテーション噴流能力の指標として各条件におけるキャビテーション壊食率を求めることが出来る。
【０２３５】
［３−２−２．推定装置の機能構成］
次に、本実施形態のキャビテーション噴流能力推定装置の機能構成について説明する。
図２８は、本発明の第二実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置の機能ブロックを模式的に示す図である。
【０２３６】
本実施形態のキャビテーション噴流能力推定装置２３１を機能的に表わすとき、キャビテーション噴流能力推定装置２３１は、図２８に示すように、べき指数指定手段２３３と、影響関数特定手段２３６と、噴流能力推定手段２３７とを備える。これら、べき指数指定手段２３３と、影響関数特定手段２３６と、噴流能力推定手段２３７は、コンピュータプログラムによるソフトウエアを実行させることにより、このソフトウェアがべき指数指定手段２３３と、影響関数特定手段２３６と、噴流能力推定手段２３７ととして機能するようになっている。このソフトウェアは、メモリ２１７に格納され、ＣＰＵ２１６により読み出されて実行される。なお、キャビテーション噴流能力推定装置２３１のべき指数指定手段２３３のＡ手段及びＢ手段、影響関数特定手段２３６、並びに噴流能力推定手段２３７のＤ手段２３９は、データベース２４０と機能的に接続されている。
【０２３７】
データベース２４０とは、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力や、噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータ、推定キャビテーション能力の算出に用いられる式や関数についてのデータを蓄積するデータベースである。
【０２３８】
データベース２４０には、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σ、後述する影響関数特定手段２３６により特定されたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnが格納されている。また、データベースには、後述するＢ手段２３５により特定された上記式（１）〜（３）のキャビテーション数σとべき指数との関係を表わす関係式（べき指数についての関数）、すなわち上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、及び上記式（３）中のべき指数についての関数ｎp，ｎdが格納されている。
【０２３９】
これらのデータは、上述のキャビテーション噴流試験装置を用いて、予め様々な条件の噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σにおいてキャビテーション噴流能力を評価するキャビテーション噴流試験を行うことにより、各条件における実測のキャビテーション噴流能力のデータが得られ、各データ毎の組み合わせに対応して関連付けられて格納されている。後述するキャビテーション噴流能力の推定のため、各条件における実測のキャビテーション噴流能力のデータが多いほど、高精度に推定を行うことが可能となる。
【０２４０】
べき指数特定手段３３は、Ａ手段２３４と、Ｂ手段２３５とから構成されている。
Ａ手段２３４は、データベース２４０に蓄積された、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1と、噴射圧力ｐ1に対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を求めるとともに、キャビテーション噴流のノズル口径ｄと、ノズル口径ｄに対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を求めるものである。
【０２４１】
Ｂ手段２３５は、Ａ手段２３４で求められた、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1と、噴射圧力ｐ1に対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ）との関係を、又はキャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎpと関係を、σの関数である関係式（６）として求めることで特定するものである。また、Ｂ手段２３５は、Ａ手段２３４で求められた、ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｍ（σ）との関係を、又はキャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎdとの関係を、σの関数である関係式（７）として求めることで特定するものである。
【０２４２】
こうして求められたキャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ）の関係を表わす関係式、キャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎpとの関係を表わす関係式（６）、キャビテーション数σと上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数関数ｍ（σ）との関係を表わす関係式、又はキャビテーション数σと上記式（３）中のべき指数についての関数ｎdとの関係を表わす関係式（７）は、データベース２４０に格納される。
【０２４３】
影響関数特定手段２３６は、キャビテーション数σとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係から、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を求めるものである。
【０２４４】
噴流能力推定手段２３７は、Ｃ手段２３８とＤ手段２３９とから構成されている。
Ｃ手段２３８は、第一実施形態のＣ手段３８と同様である。
【０２４５】
Ｄ手段２３９は、Ｃ手段２３８により設定された演算順位に従って、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、Ｂ手段２３５によって特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。
【０２４６】
または、Ｄ手段２３９は、外部から入力される推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、データベース２４０に格納されている参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（２）と、Ｂ手段２３５により特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、影響関数特定手段２３６により特定されたキャビテーション数σ及びσrefの影響関数ｆ（σ）及びｆ（σref）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０２４７】
または、Ｄ手段２３９は、外部から入力される推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、データベース２４０に格納されている参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（３）と、Ｂ手段２３５により特定された上記式（６）、（７）で表わされるべき指数についての関数ｎp，ｎdと、影響関数特定手段２３６により特定されたキャビテーション数σ及びσrefの影響関数ｆ（σ）及びｆ（σref）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０２４８】
［３−２−３．推定システムの動作及び推定システムを用いたキャビテーション噴流能力推定方法］
図２９〜３１に示すフローチャートに従って、本実施形態のキャビテーション噴流能力推定システムのべき指数特定処理、影響関数特定処理、噴流能力推定処理における動作を説明する。
図２９は、実施形態の一例としての本推定システムにおける、べき指数特定手段２３３の処理を説明するためのフローチャートである。
図３０は、実施形態の一例としての本推定システムにおける、影響関数特定手段２３６の処理を説明するためのフローチャートである。
図３１は、実施形態の一例としての本推定システムにおける、噴流能力推定手段２３７の処理を説明するためのフローチャートである。
【０２４９】
（べき指数特定処理）
図２９に示すように、まずＡ手段２３４が、データーベース２４０から、各キャビテーション数σにおける噴射圧力ｐ1及びキャビテーション噴流能力ＥRmax、並びに各σにおけるノズル口径ｄ及びキャビテーション噴流能力ＥRmaxを取得する（ステップＳ１１１）。
べき指数特定処理では、これらのデータから、噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄのそれぞれのべき指数についての関数ｎ（σ）及びｍ（σ）を求める。具体的には、上記式（６）、（７）で表わされる、上記式（３）における噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄのそれぞれの項のべき指数についての関数ｎp及びｎdを求める。
【０２５０】
噴射圧力ｐ1とノズル口径ｄに対してキャビテーション噴流能力ＥRmaxを両対数グラフ上に示すと、両対数グラフ上でそれぞれ直線関係が認められ、キャビテーション数σごとにべき乗則が成り立っていることが分かる。Ａ手段３４は、べき指数ｎp及びｎdを、キャビテーション数σごとの噴射圧力ｐ1又はノズル口径ｄとキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの両対数グラフの傾きとして得ることが出来る。このとき、キャビテーション数σによりべき指数ｎp及びｎdの値が変化するため、べき乗則を仮定した場合の各キャビテーション数σにおける、それぞれのべき指数についての関数ｎp，ｎdの値を算出する（ステップＳ１１２）。
【０２５１】
次に、Ｂ手段２３５が、キャビテーション数σと、それぞれのべき指数についての関数ｎp，ｎdの値との関係から、べき指数についての関数ｎp及びｎdを求める、キャビテーション数σとべき指数についての関数ｎpにおいて直線関係を認めることができるため、１次式を仮定して、上記式（３）における噴射圧力ｐ1の項のべき指数をキャビテーション数σで表わした関数ｎpとして求める。同様に、σとｎdにおいて直線関係を認めることができるため、１次式を仮定して、上記式（３）におけるノズル口径ｄの項のべき指数をキャビテーション数σで表わした関数ｎdとして求める（ステップS１１３）。
【０２５２】
このようにして求めた、噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎp、及びノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdを、データベース２４０に格納する（ステップＳ１１４）。
【０２５３】
（影響関数特定処理）
図３０に示すように、影響関数特定手段２３６が、データーベース２４０から、各キャビテーション数σにおける実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxを取得する（ステップＳ１２１）。
【０２５４】
次に、影響関数特定手段２３６は、キャビテーション噴流能力ＥRmaxを、各噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄごとに、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるσの値で、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）として無次元化する（ステップＳ１２２）。すなわち、各噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄごとに、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるσの値におけるキャビテーション噴流能力ＥRmaxの値で、各σにおけるキャビテーション噴流能力ＥRmaxを除算することにより、キャビテーション噴流能力ＥRmaxが極大となるσの値におけるｆ（σ）が１と成るように正規化する。
【０２５５】
さらに、ｆ（σ）としてσを変数とする近似式を仮定して、影響関数ｆ（σ）を求める（ステップＳ１２３）。
ここで、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、キャビテーション噴流能力が極大を示すキャビテーション数σmaxの前後で異なった関数として定義することが好ましい。
【０２５６】
例えば、各噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄにおいて、キャビテーション噴流能力が極大を示すキャビテーション数σmaxで影響関数ｆ（σ）が極大を示すことから、ｆ（σmax）＝１、ｆ’（σmax）＝０と考えられる。またσ≒０では、キャビテーション噴流による作用が生じないと考えられるのでｆ（０）＝０と仮定できる。以上を考慮して、キャビテーション数σが、σ≦σmaxにおいて（またはσ＜σmax）の領域では、ｆ（σ）としてσの３次式を仮定することが好ましく、σ≦σmaxの実測値にニュートン法を適用してｆ（σ）の各係数を求めることが出来る。
【０２５７】
一方、σ≧σmax（またはσ＞σmax）では、σが大きくなるほどキャビテーションの発生領域は少なくなると共にｆ（σ）は減少し、初生キャビテーション数σi（あるいは消滅キャビテーション数σd）よりも大の場合にはキャビテーションは発生しないので、ｆ（σi）＝０となる。すなわち、キャビテーション数σが、σ≧σmax（またはσ＞σmax）ではｆ（σ）は単調に減少すると考えられるので、１次式で仮定することが好ましい。
このようにして求めたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を、データベース２４０に格納する（ステップＳ１２４）。
【０２５８】
（噴流能力推定処理）
図３１に示すように、Ｃ手段２３８が、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、キャビテーション噴流能力を算出する際の演算順位を設定する（ステップＳ１３１）。
【０２５９】
ここで、３つのパラメータの演算順位によって、六通りの組み合わせが考えられるが、演算順位は、演算精度の点から、キャビテーション数σを最初にして、後に噴射圧力ｐ1又はノズル口径ｄとすることが好ましい。すなわち、好ましい演算順位は、キャビテーション数σ→噴射圧力ｐ1→ノズル口径ｄの順位とするか、またはキャビテーション数σ→ノズル口径ｄ→噴射圧力ｐ1の順位とすることが好ましい。
【０２６０】
次に、Ｄ手段２３９が、データーベース２４０から、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力Ｅref、キャビテーション数σref、噴射圧力ｐ1ref、及びノズル口径ｄref、並びに形状関数Ｋnを取得する（ステップＳ１３２）。これらの参照とするデータは、あらかじめキャビテーション噴流能力を評価する試験を行うことにより得られた実測のデータである。
【０２６１】
なお、推定キャビテーション噴流能力の算出の推定精度の観点から、推定キャビテーション噴流能力の算出に用いられる参照とするキャビテーション噴流のデータは、キャビテーション数σref、噴射圧力ｐ1ref、及びノズル口径ｄrefと、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σ、噴射圧力ｐ1、及びノズル口径ｄとが近い値のデータを取得するようにするとが好ましい。中でも、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefと、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σとが近い値のデータを取得するようにするとが特に好ましい。
【０２６２】
また、Ｄ手段２３９は、データーベース２４０から、ステップＳ１１３において求めれたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、並びにステップＳ１２３において求めれた噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎp、及びノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdを取得する（ステップＳ１３３）。
さらに、Ｄ手段２３９は、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σ、噴射圧力ｐ1、及びノズル口径ｄを取得する（ステップＳ１３４）。
【０２６３】
そして、Ｄ手段２３９は、上記式（３）において、Ｅrefに参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力の値、Ｋnに形状関数の値、ｆ（σ）に推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける影響関数ｆ（σ）の値、ｆ（σref）に参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefにおける影響関数ｆ（σref）の値、ｐ1に推定するキャビテーション噴流の噴射圧力の値、ｐ1refに参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力の値、ｄに推定するキャビテーション噴流のノズル口径の値、ｄrefに参照とするキャビテーション噴流のノズル口径の値、ｎpに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎpの値、及びｎdに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおけるノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdの値を導入することで、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する（ステップＳ１３５）。
【０２６４】
なお、本実施形態では演算順位の決定（ステップＳ１３１）を、各データの取得（ステップＳ１３２〜１３４）の前に行っているが、演算順位の決定は各データの取得の後に行ってもよい。また、各データの取得（ステップＳ１３２〜１３４）は、順序を入れ替えて行ってもよい。
【０２６５】
また、本実施形態ではＢ手段２３５で求められたべき指数についての関数ｎp及びｎdは、データベース２４０に格納され、ステップＳ１３３において、Ｄ手段２３９が、データーベース２４０から取得することになっているが、Ｂ手段２３５で求められたべき指数についての関数ｎp及びｎdを、データーベース２４０に格納せずに、Ｄ手段２３９が直接用いるようにしてもよい。
【０２６６】
また、本実施形態では影響関数特定手段２３６で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、データベース２４０に格納され、ステップＳ１３３において、Ｄ手段２３９が、データーベース３２から取得することになっているが、Ｄ手段２３９で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を、データーベース２４０に格納せずに、Ｄ手段２３９が直接用いるようにしてもよい。
【０２６７】
（推定キャビテーション噴流能力の推定処理）
上記式（３）による、推定キャビテーション噴流能力の推定処理について、特に上述のステップＳ１３５における処理は、上述した第一実施形態のステップＳ３５における推定処理と同様に行うことが出来る。
【０２６８】
［３−２−４．推定誤差算出及び推定精度評価］
本実施形態において、噴流能力推定手段２３７においてキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めた後に、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、この推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応するキャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める推定誤差算出手段２４１をさらに備えていても良い。また、このキャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う推定精度評価手段２４２をさらに備えていても良い（図２８参照）。
【０２６９】
すなわち、べき指数特定手段２３３、影響関数特定手段２３６、キャビテーション噴流能力推定手段２３７に、推定誤差算出手段２４１を加えることで、推定誤差算出装置３２１が構成されるとともに、このキャビテーション噴流推定誤差算出装置３２１に、推定精度評価手段４２を加えることで、キャビテーション噴流能力評価装置３２２が構成される。
【０２７０】
なお、キャビテーション噴流推定誤差算出装置３２１、及びキャビテーション噴流能力評価装置３２２のハードウェア構成は図２７と同様であり、推定誤差算出手段２４１、推定精度評価手段２４２の機能を実現するためのプログラム（推定誤差算出用コンピューソフトウェア、推定精度評価用コンピューソフトウェア）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置２１１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク２１５やメモリ２１７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置２１１に提供するようにしてもよい。
【０２７１】
これら推定誤差算出手段２４１を有するキャビテーション推定誤差算出装置３２１、及び推定精度評価手段２４２を有するキャビテーション噴流能力評価装置３２２により、キャビテーション噴流推定能力の評価、比較を行うことが出来る。
【０２７２】
＜第三実施形態＞
本発明の他の実施形態（以下、この他の実施形態を第三実施形態という）として、キャビテーション噴流能力推定方法、同推定方法に係る推定装置、同推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。
【０２７３】
［３−３−１．推定装置の構成例］
（本装置のハードウェア構成の説明）
図１２は、本発明の第三実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図１３は、本発明の第三実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムの機能ブロックを模式的に示す図である。
【０２７４】
本実施形態におけるキャビテーション噴流能力推定装置５１は、図１２に示すように、入力インターフェース５２、出力インターフェース５３、バス５４、ハードディスク５５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５６、メモリ５７等を備える。
【０２７５】
入力インターフェース５２は、第一実施形態の入力インターフェース１２と同様であり、キャビテーション噴流能力推定装置５１の外部には、データサーバ６２が接続されている。
【０２７６】
データサーバ６２は、データベース６３（外部データベース）をそなえており、このデータベース６３には、キャビテーション噴流能力に関するデータ、キャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル形状等の流体力学的パラメータについてのデータ、及び試験結果に関するデータ、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫn、並びに上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、及び上記式（３）中の、べき指数についての関数ｎp，ｎdが蓄積保存されており、これらのデータをキャビテーション噴流能力推定装置５１に取り込めるようになっている。
【０２７７】
なお、本実施形態においては、データベース６３は、外部データベースとしてキャビテーション噴流能力推定装置１１の外部に設けられるデータサーバ６２に保存されるものとしているが、図示しないキャビテーション噴流能力推定装置５１の外部に設けられるコンピュータ読取可能な記録媒体に格納し、ここからデータを読み出すようにしてもよい。
【０２７８】
出力インターフェース５３は、第一実施形態の出力インターフェース１３と同様である。
【０２７９】
ハードディスク５５には、キャビテーション噴流能力や流体力学的パラメータについてのデータを蓄積するデータベースが格納されているほか、べき指数特定用コンピュータソフトウェアや、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアが格納されている。
【０２８０】
ＣＰＵ５６は、種々の制御や演算を行なう処理装置であり、ハードディスク５５やメモリ５７に格納された、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアを実行することにより、種々の機能を実現する。そして、ＣＰＵ５６が、コンピュータプログラムを実行することにより、図１３で後述する噴流能力推定手段７７として機能する。
【０２８１】
なお、噴流能力推定手段７７としての機能を実現するためのプログラム（噴流能力推定用コンピュータソフトウェア）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置５１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク５５やメモリ５７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。又、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置５１に提供するようにしてもよい。
【０２８２】
噴流能力推定手段５７としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではハードディスク５５又はメモリ５７）に格納されたプログラムがキャビテーション噴流能力推定装置５１のマイクロプロセッサ（本実施形態ではＣＰＵ５６）によって実行される。このとき、図示しない外部の記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
【０２８３】
ここで、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアとは、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。または、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（２）と、べき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。または、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（３）と、べき指数についての関数ｎp，ｎdとを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
そして、この噴流能力推定用コンピュータソフトウェアが、上記のコンピュータ読み取り可能な各種の記録媒体に格納されるのである。
【０２８４】
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。又、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを備えている。
【０２８５】
メモリ５７は、種々のデータやプログラムを格納する記憶部であって、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリや、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現される。本実施形態では、メモリ５７には、ＣＰＵ５６に実行させる、噴流能力推定用コンピュータソフトウェアや、噴射圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータに関する各データと、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力に関するデータと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、べき指数についての関数についてのデータが格納される。
【０２８６】
（キャビテーション噴流試験装置のハードウェア構成の説明）
キャビテーション噴流能力推定装置５１に接続される、キャビテーション噴流試験装置６１の構成は、第一実施形態のキャビテーション噴流試験装置２１と同様である。
また、キャビテーション噴流試験装置６１は、第一実施形態のキャビテーション噴流試験装置２１と同様に、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、及びノズル先端部の形状等の条件を変えながらキャビテーション噴流試験を行うことで、キャビテーション噴流能力の指標として各条件におけるキャビテーション壊食率を求めることが出来る。
【０２８７】
［３−３−２．推定装置の機能構成］
次に、キャビテーション噴流能力推定装置の機能構成について説明する。
図１３は、本発明の第三実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定システムの機能ブロックを模式的に示す図である。
【０２８８】
本実施形態のキャビテーション噴流能力推定装置７１を機能的に表わすとき、キャビテーション噴流能力推定装置７１は、図１３に示すように、噴流能力推定手段７７を備える。噴流能力推定手段７７は、コンピュータプログラムによるソフトウエアを実行させることにより、このソフトウェアが噴流能力推定手段７７ととして機能するようになっている。このソフトウェアは、メモリ５７に格納され、ＣＰＵ５６により読み出されて実行される。キャビテーション噴流能力推定装置７１は、データベース８１からデータを取り込み、動作することが出来る。
【０２８９】
データベース８１は、キャビテーション噴流能力やキャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータ、推定キャビテーション能力の算出に用いられる式や関数についてのデータを蓄積するデータベースである。
【０２９０】
データベース８１には、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σ、上述のキャビテーション噴流能力推定システム３１の影響関数特定手段３６により特定されたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫn、並びに上述のキャビテーション噴流能力推定システム３１のべき指数特定手段３３により特定された上記式（１）及び（２）中のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）、及び上記式（３）中の、べき指数についての関数ｎp，ｎdが格納されている。
【０２９１】
これらのデータはあらかじめ噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σを変化させてキャビテーション噴流能力を評価する試験を行うことにより得られた実測のキャビテーション噴流能力のデータが、各データ毎の組み合わせに対応して関連付けられて格納されている。後述するキャビテーション噴流能力の推定のため、各条件における実測のキャビテーション噴流能力のデータが多いほど、高精度に推定を行うことが可能となる。
【０２９２】
噴流能力推定手段７７は、Ｃ手段７８とＤ手段７９とから構成されている。
Ｃ手段７８は、第一実施形態のＣ手段３８と同様である。
【０２９３】
Ｄ手段７９は、Ｃ手段７８により設定された演算順位に従って、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、データベース８１に格納されているべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるものである。
【０２９４】
または、Ｄ手段７９は、外部から入力される推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、データベース８１に格納されている参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（２）と、データベース８１に格納されているべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、データベース８１に格納されているキャビテーション数σ及びσrefの影響関数ｆ（σ）及びｆ（σref）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０２９５】
または、Ｄ手段７９は、外部から入力される推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、及びキャビテーション数σに関する各データと、データベース８１に格納されている参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref、噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、及びキャビテーション数σrefに関する各データと、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表すＫnに関するデータと、上記式（３）と、データベース８１に格納されているべき指数についての関数ｎp，ｎdと、データベース８１に格納されているキャビテーション数σ及びσrefの影響関数ｆ（σ）及びｆ（σref）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるものである。
【０２９６】
［３−３−３．推定システムの動作］
図９、１０、１４に示すフローチャートに従って、本実施形態のキャビテーション噴流能力推定装置の噴流能力推定処理における動作を説明する。
図１４は、本発明の第三実施形態としてのキャビテーション噴流能力推定装置における、噴流能力推定手段７７の処理を説明するためのフローチャートである。
【０２９７】
本実施形態においては、予めべき指数についての関数ｎp及びｎdを特定しておき、データベース６３に格納された関数ｎp及びｎdを用いて推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出を行う。この時、べき指数についての関数ｎp及びｎdの特定は、図９を用いて説明したステップＳ１１〜Ｓ１４のべき指数特定処理と同様に行うことが出来る。
【０２９８】
また、本実施形態においては、予めキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を特定しておき、データベース６３に格納された影響関数ｆ（σ）を用いて推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出を行う。この時、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）の特定は、図１０を用いて説明したステップＳ２１〜Ｓ２４のべき指数特定処理と同様に行うことが出来る。
【０２９９】
（噴流能力推定処理）
図１４に示すように、Ｃ手段７８が、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、キャビテーション噴流能力を算出する際の演算順位を設定する（ステップＳ４１）。
【０３００】
ここで、演算順位は、演算精度の点から、キャビテーション数σを最初にして、後に噴射圧力ｐ1又はノズル口径ｄとすることが好ましい。すなわち、好ましい演算順位は、キャビテーション数σ→噴射圧力ｐ1→ノズル口径ｄの順位とするか、またはキャビテーション数σ→ノズル口径ｄ→噴射圧力ｐ1の順位とすることが好ましい。
【０３０１】
次に、Ｄ手段７９が、データーベース８１から、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力Ｅref、キャビテーション数σref、噴射圧力ｐ1ref、及びノズル口径ｄref、並びに形状関数Ｋnを取得する（ステップＳ４２）。これらの参照とするデータは、あらかじめキャビテーション噴流能力を評価する試験を行うことにより得られた実測のデータである。
【０３０２】
なお、推定キャビテーション噴流能力の算出の推定精度の観点から、推定キャビテーション噴流能力の算出に用いられる参照とするキャビテーション噴流のデータは、キャビテーション数σref、噴射圧力ｐ1ref、及びノズル口径ｄrefと、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σ、噴射圧力ｐ1、及びノズル口径ｄとが近い値のデータを取得するようにするとが好ましい。中でも、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefと、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σとが近い値のデータを取得するようにするとが特に好ましい。
【０３０３】
また、Ｄ手段７９は、データーベース８１に格納されているキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）、並びにデーターベース８１に格納されている噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎp、及びノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdを取得する（ステップＳ４３）
さらに、Ｄ手段７９は、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σ、噴射圧力ｐ1、及びノズル口径ｄを取得する（ステップＳ４４）。
【０３０４】
そして、Ｄ手段７９は、上記式（３）において、Ｅrefに参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力の値、Ｋnに形状関数の値、ｆ（σ）に推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける影響関数ｆ（σ）の値、ｆ（σref）に参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション数σrefにおける影響関数ｆ（σref）の値、ｐ1に推定するキャビテーション噴流の噴射圧力の値、ｐ1refに参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力の値、ｄに推定するキャビテーション噴流のノズル口径の値、ｄrefに参照とするキャビテーション噴流のノズル口径の値、ｎpに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおける噴射圧力ｐ1の項のべき指数についての関数ｎpの値、及びｎdに推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σにおけるノズル口径ｄの項のべき指数についての関数ｎdの値を導入することで、キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する（ステップＳ４５）。
【０３０５】
なお、本実施形態では演算順位の決定（ステップＳ４１）を、各データの取得（ステップＳ４２〜４４）の前に行っているが、演算順位の決定は各データの取得の後に行ってもよい。また、各データの取得（ステップＳ４２〜４４）は、順序を入れ替えて行ってもよい。
【０３０６】
（推定キャビテーション噴流能力の推定処理）
上記式（３）による、推定キャビテーション噴流能力の推定処理について、特に上述のステップＳ４５における処理は、上述した第一実施形態のステップＳ３５における推定処理と同様に行うことが出来る。
【０３０７】
［３−３−４．推定誤差算出及び推定精度評価］
本実施形態において、噴流能力数定手段７７においてキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めた後に、キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、この推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応するキャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める推定誤差算出手段９１をさらに備えていても良い。また、このキャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う推定精度評価手段９２をさらに備えていても良い（図１３参照）。
【０３０８】
すなわち、キャビテーション噴流能力推定手段７７に、推定誤差算出手段９１を加えることで、キャビテーション推定誤差算出装置３１１が構成されるとともに、このキャビテーション噴流推定誤差算出装置３１１に、推定精度評価手段９２を加えることで、キャビテーション噴流能力評価装置３１２が構成される。
【０３０９】
なお、キャビテーション噴流推定誤差算出装置３１１、及びキャビテーション噴流能力評価装置３１２のハードウェア構成は図１２と同様であり、推定誤差算出手段９１、推定精度評価手段９２の機能を実現するためのプログラム（推定誤差算出用コンピューソフトウェア、推定精度評価用コンピューソフトウェア）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置７１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク５５やメモリ５７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置５１に提供するようにしてもよい。
【０３１０】
これら推定誤差算出手段９１を有するキャビテーション推定誤差算出装置３１１、及び推定精度評価手段９２を有するキャビテーション噴流能力評価装置３１２により、キャビテーション噴流推定能力の評価、比較を行うことが出来る。
【０３１１】
＜各実施形態のまとめ＞
上記の第一乃至第三実施形態を包括的にまとめると、以下〔１〕〜〔３９〕のような方法、システム、装置、プログラム等が包含されることになる。
【０３１２】
〔１〕
キャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを求めるに際し、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）を設定するとともに、
【０３１３】
【数２７】
2013125463.tif 000029
【０３１４】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータから、上記式（１）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定し、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定方法。
【０３１５】
〔２〕
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、
【０３１６】
【数２８】
2013125463.tif 000030
【０３１７】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める
ことを特徴とする〔１〕記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【０３１８】
〔３〕
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする〔２〕記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【０３１９】
〔４〕
上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されている
ことを特徴とする〔２〕又は〔３〕に記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【０３２０】
〔５〕
上記式（１）又は式（２）中の、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定するに際し、
まず、上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求め、
上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する
ことを特徴とする〔１〕〜〔４〕いずれか１つに記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【０３２１】
〔６〕
上記の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めるに際し、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、所定の演算順位を設定しておき、
前記演算順位に従って順次、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めていく
ことを特徴とする、〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載のキャビテーション噴流能力推定方法。
【０３２２】
〔７〕
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、
前記データベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３２３】
【数２９】
2013125463.tif 000031
【０３２４】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定システム。
【０３２５】
〔８〕
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３２６】
【数３０】
2013125463.tif 000032
【０３２７】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段とをそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定装置。
【０３２８】
〔９〕
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３２９】
【数３１】
2013125463.tif 000033
【０３３０】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数ｎ（σ），ｍ（σ）についての関数を特定しておき、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の予め特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力推定装置。
【０３３１】
〔１０〕
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、
【０３３２】
【数３２】
2013125463.tif 000034
【０３３３】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める
ことを特徴とする〔８〕又は〔９〕に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【０３３４】
〔１１〕
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする〔１０〕記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【０３３５】
〔１２〕
上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されている
ことを特徴とする〔１０〕又は〔１１〕に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【０３３６】
〔１３〕
前記のべき指数を特定するために、
上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求める手段と、
上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する手段とがそなえられた
ことを特徴とする〔１０〕又は〔１１〕に記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【０３３７】
〔１４〕
前記推定手段が、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データについて、所定の演算順位を設定する手段と、
前記演算順位に従って順次、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めていく手段とを有する
ことを特徴とする、〔８〕〜〔１３〕のいずれか１つに記載のキャビテーション噴流能力推定装置。
【０３３８】
〔１５〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３３９】
【数３３】
2013125463.tif 000035
【０３４０】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段として機能させるためのプログラム。
【０３４１】
〔１６〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３４２】
【数３４】
2013125463.tif 000036
【０３４３】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（１）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅを求める推定手段として機能させるためのプログラム。
【０３４４】
〔１７〕
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）であり、
【０３４５】
【数３５】
2013125463.tif 000037
【０３４６】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記式（２）を用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める
ことを特徴とする〔１５〕又は〔１６〕に記載のプログラム。
【０３４７】
〔１８〕
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする〔１７〕記載のプログラム。
【０３４８】
〔１９〕
〔１５〕〜〔１８〕のいずれか１つに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０３４９】
〔２０〕
〔２〕〜〔６〕のいずれか１つに記載のキャビテーション噴流能力推定方法によって前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求め、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める
ことを特徴とする、キャビテーション噴流推定誤差算出方法。
【０３５０】
〔２１〕
〔２０〕に記載のキャビテーション噴流推定誤差算出方法によって前記キャビテーション噴流能力推定誤差を求め、
前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力評価方法。
【０３５１】
〔２２〕
〔８〕〜〔１４〕のいずれか１つに記載のキャビテーション噴流能力推定装置と、
前記キャビテーション噴流能力推定装置によって求められた推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流推定誤差算出装置。
【０３５２】
〔２３〕
〔２２〕に記載のキャビテーション噴流推定誤差算出装置と、
前記キャビテーション噴流推定誤差算出装置によって求められた前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段をそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力評価装置。
【０３５３】
〔２４〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【０３５４】
【数３６】
2013125463.tif 000038
【０３５５】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段として機能させるためのプログラム。
【０３５６】
〔２５〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【０３５７】
【数３７】
2013125463.tif 000039
【０３５８】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段として機能させるためのプログラム。
【０３５９】
〔２６〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【０３６０】
【数３８】
2013125463.tif 000040
【０３６１】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段と、
上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）と、上記の特定されたべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、
前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段として機能させるためのプログラム。
【０３６２】
〔２７〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する以下の式（２）中の、
【０３６３】
【数３９】
2013125463.tif 000041
【０３６４】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定することにより得られた上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）と、上記の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データと、上記式（２）とを用いて、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求める推定手段と、
前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavと、前記推定キャビテーション噴流能力Ｅcavに対応する前記キャビテーション噴流の実測キャビテーション噴流能力ＥRmax expとを比較して、キャビテーション噴流能力推定誤差を求める手段と、
前記キャビテーション噴流能力推定誤差に基づいて、キャビテーション噴流能力推定精度の評価を行う手段として機能させるためのプログラム。
【０３６５】
〔２８〕
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする〔２４〕〜〔２７〕のいずれか１つに記載のプログラム。
【０３６６】
〔２９〕
〔２４〕〜〔２８〕のいずれか１つに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０３６７】
〔３０〕
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースと、
前記データベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３６８】
【数４０】
2013125463.tif 000042
【０３６９】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段とをそなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力算出式特定システム。
【０３７０】
〔３１〕
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、
推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３７１】
【数４１】
2013125463.tif 000043
【０３７２】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段そなえた
ことを特徴とする、キャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【０３７３】
〔３２〕
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）である
ことを特徴とする〔３１〕記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【０３７４】
【数４２】
2013125463.tif 000044
【０３７５】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
【０３７６】
〔３３〕
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする〔３２〕のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【０３７７】
〔３４〕
上記の影響関数が、極大を示すキャビテーション数σの前後で異なった関数として定義されている
ことを特徴とする〔３２〕又は〔３３〕に記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【０３７８】
〔３５〕
前記べき指数特定手段が、
上記のキャビテーション数σをパラメータとする噴射圧力ｐ1と前記噴射圧力ｐ1に対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係、及び上記のキャビテーション数σをパラメータとするノズル口径ｄと前記ノズル口径ｄに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係をそれぞれ求める手段と、
上記の両関係から、上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する手段とをそなえている
ことを特徴とする〔３２〕又は〔３３〕に記載のキャビテーション噴流能力算出式特定装置。
【０３７９】
〔３６〕
コンピュータを、
キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、前記キャビテーション噴流を生じさせるノズルの口径ｄ、キャビテーション数σに関する各データ、及びこれらのデータに対するキャビテーション噴流能力ＥRmaxに関するデータを蓄積するデータベースに蓄積されたデータから、推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する以下の式（１）中の、
【０３８０】
【数４３】
2013125463.tif 000045
【０３８１】
（式（１）において、
Ｆは前記キャビテーション噴流のキャビテーション数σの影響に関する項を表わす。
Ｘn(σ)は前記キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1のべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｎ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。
Ｙm(σ)は前記キャビテーション噴流を生じさせるノズル口径ｄのべき乗則に関する項であって、そのべき指数ｍ（σ）は前記キャビテーション数σの関数を表わす。）
上記のべき指数についての関数ｎ（σ），ｍ（σ）を特定する、べき指数特定手段として機能させるためのプログラム。
【０３８２】
〔３７〕
上記のキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅを算出する式（１）が以下の式（２）である
ことを特徴とする〔３６〕記載のプログラム。
【０３８３】
【数４４】
2013125463.tif 000046
【０３８４】
（式（２）において、
Ｅrefは参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力を表わす。
ｐ1refは参照とする噴射圧力を表わす。
ｄrefは参照とするノズル口径を表わす。
Ｋnはノズル形状又は試験部形状に依存する形状関数を表す。
ｆ（σ）は前記キャビテーション数σにおける影響関数を表わす。
ｆ（σref）は参照とするキャビテーション数σrefにおける影響関数を表わす。）
【０３８５】
〔３８〕
上記式（２）において、Ｋn＝１である
ことを特徴とする〔３７〕のプログラム。
【０３８６】
〔３９〕
〔３６〕〜〔３８〕のいずれか１つに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０３８７】
本発明の第一乃至第三実施形態は、上述の構成を備えることにより、本発明に係るキャビテーション噴流能力推定方法、キャビテーション噴流能力推定システム、及びキャビテーション噴流能力推定装置は、予め様々な噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σrefの条件においてキャビテーション噴流の試験を行い、各条件におけるキャビテーション噴流能力を得ておき、これらのデータからキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する上記式（１）〜（３）の各関数を求めておく。そして、上記式（１）〜（３）と、上記式（１）〜（３）の各関数と、各パラメータを用いて、推定するキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出することにより、推定するキャビテーション噴流の実機流体機械や模型流体機械による試験を行うこと無しに、高精度且つ簡便にに推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを求めることができ、キャビテーション噴流を利用する作業における流体力学的パラメータの決定や、キャビテーション噴流を利用するキャビテーション噴流発生装置の設計及び製作をする場合に役立てることが出来る。
【０３８８】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力算出式特定システム、キャビテーション噴流能力算出式特定装置は、上記式（１）〜（３）に記載の噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄのべき指数についての関数を特定することにより、従来明らかでなかったキャビテーション噴流能力の推定における、噴射圧力ｐ1及びノズル口径ｄのべき指数をキャビテーション数σの関数として得ることで、高精度に推定キャビテーション噴流能力を求めることが出来る。
【０３８９】
また、本発明に係るキャビテーション噴流推定誤差算出装置は、推定されたキャビテーション噴流能力と、実測によるキャビテーション噴流能力とから両者の誤差を算出するこによって、推定精度を具体的に把握することが出来る。
【０３９０】
また、本発明に係るキャビテーション噴流能力評価装置は、キャビテーション噴流能力推定誤差から、推定結果を評価することにより、キャビテーション噴流能力の推定に用いられる、推定する流体力学的パラメータに関するデータ、及び参照とするデータの決定に役立て、さらに推定精度を向上させることが出来る。
［４．変形例の説明］
【０３９１】
＜第１の変形例＞
第一実施形態又は第二実施形態において、上記式（２）、（３）中の形状関数Ｋnは１であってもよい。
【０３９２】
ノズル形状又は試験部形状に依存する形状のキャビテーション噴流能力への関与は、噴射圧力ｐ、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σと較べて相対的に小さいため、形状関数Ｋn＝１とすることで、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状の影響を考慮せずに推定キャビテーション噴流能力を算出することが可能となる。
【０３９３】
これにより、より簡便にキャビテーション噴流能力の推定が可能となり、また、ノズル形状又は試験部形状に依存する形状を考慮せずに算出を行うことで、噴射圧力ｐ、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σ等のパラメータに基づいてキャビテーション噴流能力の推定することが可能となる。
【０３９４】
＜第２の変形例＞
第一実施形態の噴流能力推定手段３７において、Ｃ手段３８が推定キャビテーション噴流能力を算出する際の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの演算順位を設定する。この演算順位に基づいてＤ手段３９において、上記式（３）から推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する際に、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの演算順位によって、推定キャビテーション噴流能力の値Ｅcavの値は変化する。
【０３９５】
このことは、第二及び第三実施形態においても同様であり、上記式（３）から推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する際に、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの演算順位によって、推定キャビテーション噴流能力の値Ｅcavの値は変化する。
【０３９６】
上述したように、上記式（３）から推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する際に、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σの演算順位によって、六通りの推定処理を行うことが可能である。それぞれの演算順位ごとに、各ステップごとの推定処理と、推定処理により得られるキャビテーション噴流能力の推定値を下記の表１〜６に示す。
【０３９７】
参照条件（キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1ref＝１０ＭＰａ，ｄref＝１ｍｍ，σref＝０．０１におけるキャビテーション噴流能力Ｅref＝１９．９ｍｇ／ｍｉｎ）と、推定条件（キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1＝３０ＭＰａ，ｄ＝２ｍｍ，σ＝０．０１４）とから、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅcavを推定する例を下記の表１〜６に示す。
なお、ｐ1＝３０ＭＰａ，ｄ＝２ｍｍ，σ＝０．０１４のＥcavの実測値は１４２８ｍｇ／ｍｉｎであった。
【０３９８】
【表１】
2013125463.tif 000047
【０３９９】
【表２】
2013125463.tif 000048
【０４００】
【表３】
2013125463.tif 000049
【０４０１】
【表４】
2013125463.tif 000050
【０４０２】
【表５】
2013125463.tif 000051
【０４０３】
【表６】
2013125463.tif 000052
【０４０４】
表１〜表６から分かるように、推定キャビテーション噴流能力の算出にあたって、最終的な推定キャビテーション噴流能力Ｅcavは、キャビテーション数σと、噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄとの演算順位によって変化する。キャビテーション噴流能力の実測値と、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavとの比較から、キャビテーション数σの演算順位が高い場合に、精度の高い推定キャビテーション噴流能力の算出が可能であることが分かる。このことは、噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄは、べき乗の効果が効いてくるため、演算順位が高く先に計算した場合には、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavが十分に大きい値にならないためであると考えられる。一方で、先にべき乗の効いてこないキャビテーション数σを導入し、後にべき乗の効いて来る噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄとを導入することにより、キャビテーション噴流能力の推定精度が上がるものと考えられる。
【０４０５】
＜第３の変形例＞
第一乃至第三実施形態においては、ステップＳ３５の推定キャビテーション噴流能力の算出にあたって、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σと、噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄを導入する際に、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力ｐ1ref、ノズル口径の値ｄref、及びキャビテーション数σrefから、一段階でパラメータを導入する推定処理の方法を説明した。
【０４０６】
変形例として、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力ｐ1ref、ノズル口径の値ｄref、及びキャビテーション数σrefから、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σと、噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄとのそれぞれの中間値をとって、多段階でパラメータを導入する推定処理の方法を説明する。
図２５は、推定処理を説明するために、キャビテーション噴流能力の推定のための流れを示した図である。
図２６は、推定処理を説明するために、上記式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータと、計算処理との関係を示した図である。
【０４０７】
Ｄ手段３９により行われるキャビテーション噴流能力の多段階での推定処理について、図２５、図２６を利用して説明する。ここでは一例として、キャビテーション数σ→噴射圧力ｐ1→ノズル口径ｄの演算順位でキャビテーション噴流能力Ｅcavの算出を行う場合に、参照とするキャビテーション数σrefと推定するキャビテーション数σとの間の中間値のキャビテーション数σ’、及び参照とする噴射圧力ｐ1refと推定する噴射圧力ｐ1との間の中間値の噴射圧力ｐ1’を用いて多段階で推定する処理について説明するが、例えば参照とするノズル口径ｄrefと推定するノズル口径ｄとの間の中間値のノズル口径ｄ’を用いて多段階で推定する処理においても同様に行うことが出来る。
まずは、多段階の推定処理について、処理の流れを図２５を用いて説明する。
【０４０８】
始めに、上記式（３）を用いて、噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σについての各パラメータ全てが、参照するキャビテーション噴流のパラメータである場合、すなわち噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径ｄref、噴射圧力ｐ2ref（σref＝ｐ2ref／ｐ1ref）におけるキャビテーション噴流能力を推定する。この時の推定キャビテーション噴流能力は、参照するキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅrefとして表わされる（ステップＳ６１）。
【０４０９】
次に、推定するキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2（σ＝ｐ2／ｐ1）、ノズル口径ｄを取得しておく（ステップＳ６２）。なおこの処理は図１１のステップＳ３４に相当する。
【０４１０】
さらに、参照とするキャビテーション数σrefと推定するキャビテーション数σとの間の中間値のキャビテーション数σ’の場合の影響関数ｆ（σ’）を用いて、上記式（３）のｆ（σ’）／ｆ（σref）を算出しておく（ステップＳ６３）。
【０４１１】
そして、上記式（３）を用いて、１番目の演算順位のパラメータ（ここではキャビテーション数σ）であって、中間値のキャビテーション噴流σ’のみを新たに導入した場合、すなわちｐ1ref、ｄref、σ’における推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を算出する（ステップＳ６４）。
【０４１２】
次に、参照とするキャビテーション数σrefと推定するキャビテーション数σとの間の中間値のキャビテーション数σ’、及び参照とする噴射圧力ｐ1refと推定する噴射圧力ｐ1との間の中間値の噴射圧力ｐ1’を用いて、上記式（３）の（ｐ1’／ｐ1ref）np、及びｎp＝ｃ1σ’＋ｃ2を算出しておく（ステップＳ６５）。
【０４１３】
そして、上記式（３）を用いて、１番目と２番目の演算順位のパラメータ（ここではキャビテーション数σと噴射圧力ｐ1）であって、中間値のキャビテーション噴流σ’と中間値の噴射圧力ｐ1’を導入した場合、すなわちｐ1’、ｄref、σ’における推定キャビテーション能力Ｅcav’’を算出する（ステップＳ６６）。
【０４１４】
次に、参照とするキャビテーション数σrefと推定するキャビテーション数σとの間の中間値のキャビテーション数σ’と、推定するキャビテーション数σとを用いて、上記式（３）のｆ（σ）／ｆ（σ’）を算出しておく（ステップＳ６７）。
【０４１５】
そして、上記式（３）を用いて、１番目の演算順位のパラメータの推定するキャビテーション数σと、２番目の演算順位のパラメータの中間値の噴射圧力ｐ1’とを導入した場合、すなわちｐ1’、ｄref、σにおける推定キャビテーション能力Ｅcav’’’を算出する（ステップＳ６８）。この時、参照とするキャビテーション数σrefとして、中間値のキャビテーション噴流σ’を導入する。
【０４１６】
次に、参照とする噴射圧力ｐ1refと推定する噴射圧力ｐ1との間の中間値の噴射圧力ｐ1’と、推定する噴射圧力ｐ1とを用いて、上記式（３）の（ｐ1’／ｐ1ref）npを算出し、推定するキャビテーション数σを用いてｎp＝ｃ1σ＋ｃ2を算出しておく（ステップＳ６９）。
【０４１７】
そして、上記式（３）を用いて、１番目の演算順位のパラメータの推定するキャビテーション数σと、２番目の演算順位のパラメータの推定する噴射圧力ｐ1とを導入した場合、すなわちｐ1、ｄref、σにおける推定キャビテーション能力Ｅcav’’’’を算出する（ステップＳ７０）。この時、参照とする噴射圧力ｐ1refとして、中間値の噴射圧力ｐ1’を導入する。
【０４１８】
次に、上記式（３）の（ｄ／ｄref）nd、及びｎd＝ｃ3σ＋ｃ4を算出しておく（ステップＳ７１）。
そして、最後に、上記式（３）を用いて、１〜３番目の全ての演算順位のパラメータについて、推定するキャビテーション噴流のパラメータを導入した場合、すなわちｐ1、ｄ、σにおけるキャビテーション能力Ｅcavを算出する。
【０４１９】
図２５を用いて説明した処理について、上記式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータとの関係をまとめると、図２６のようになる。図２６では、前のステップから変更したパラメータの項を破線の矢印と下線で示している。また、前のステップで算出されたパラメータを次のステップで用いる場合には、実線の矢印と下線で示している。
【０４２０】
始めに、ステップＳ６１では、上記式（３）のキャビテーション数、噴射圧力、及びノズル口径に関する項（ｆ（σ）、ｆ（σref）ｐ1、ｐ1ref、ｄ、ｄref、ｎp、ｎd）は、全て推定するキャビテーション噴流のパラメータとなっている。この時の推定キャビテーション噴流能力は、Ｋn＝１とするとＥrefに相当する。
【０４２１】
次にステップＳ６４では、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力ＥrefとしてステップＳ６１で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅrefを用いており、ｆ（σ）に中間値のキャビテーション数σ’を導入して、推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を算出している。
【０４２２】
次にステップＳ６６では、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力ＥrefとしてステップＳ６４で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を用いており、噴射圧力ｐ1に中間値の噴射圧力ｐ1’を導入して、推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’を算出している。
【０４２３】
次にステップＳ６８では、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力としてステップＳ６６で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’を用いており、ｆ（σ）に推定するキャビテーション数σを導入し、ｆ（σref）にσ’を導入して、推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’’を算出している。
【０４２４】
次にステップＳ７０では、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力としてステップＳ６８で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’’を用いており、ｐ1に推定する噴射圧力ｐ1を導入し、ｐ1refに中間値の噴射圧力ｐ1’を導入して、推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’’’を算出している。
【０４２５】
最後にステップＳ７２では、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力としてステップＳ７０で算出された推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’’’’を用いており、ノズル口径ｄに、推定するキャビテーション噴流のノズル口径ｄを導入して、推定するキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出する。
【０４２６】
上述した処理を利用することによって、上記式（３）のパラメータについて、参照とするキャビテーション噴流の噴流能力ｐ1ref、ノズル口径の値ｄref、及びキャビテーション数σrefから、噴流能力の中間値ｐ1’、ノズル口径の中間値ｄ’、及びキャビテーション数の中間値σ’による推定キャビテーション噴流能力の算出の段階をへて、最終的に、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σと、噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄにおける推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出することが出来る。
【０４２７】
なお、中間値は、参照とするキャビテーション噴流パラメータと、推定するキャビテーション噴流のパラメータとから算出して定めることができる。中間値は推定処理に用いる際に算出してもよく、または、あらかじめ所定の中間値を求めたものをデータベースに保存しておき、適宜読み出して使用しても良い。
ここで、以下に多段階で推定処理を行った場合の例を示す。
【０４２８】
参照条件（キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1ref＝１０ＭＰａ，キャビテーション数σref＝０．０３におけるキャビテーション噴流能力Ｅref）から、推定条件（キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1＝３０ＭＰａ，キャビテーション数σ＝０．０１）で推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを推定する例を、いくつかの段階で推定処理を分けて示す。参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅref＝１．０として、推定するキャビテーション噴流の推定キャビテーション噴流能力Ｅcavが、Ｅrefの何倍になるかによって、以下の（１）〜（５）に示す。
【０４２９】
（１）１段階で処理を行った場合：σref＝０．０３のｎp＝３．３８３を用いた場合
Ｅcav／Ｅref＝(３０／１０)3.383＝４１．１倍
（２）１段階で処理を行った場合：σref＝０．０１のｎp＝２．２２１を用いた場合
Ｅcav／Ｅref＝(３０／１０)2.221＝１１．５倍
【０４３０】
（３）４段階で処理を行った場合
ｐ1ref＝１０ＭＰａ，σref＝０．０３
→ｐ1＝１５ＭＰａ，σ＝０．０２  (３．１１５倍)
→ｐ1＝２０ＭＰａ，σ＝０．０１５(２．０６０倍）
（ｐ1ref＝１０ＭＰａ，σref＝０．０３から３．１１１５×２．０６倍の合計６．４倍)
→ｐ1＝２５ＭＰａ，σ＝０．０１２(１．６８５倍）
（ｐ1ref＝１０ＭＰａ，σref＝０．０３から６．４×１．６８５倍の合計１０．８倍)
→ｐ1＝３０ＭＰａ，σ＝０．０１(１．４９９倍）
（ｐ1ref＝１０ＭＰａ，σref＝０．０３から１０．８×１．４９９倍の合計１６．２倍)
【０４３１】
【表７】
2013125463.tif 000053
【０４３２】
（４）１０段階で処理を行った場合
ｐ1ref＝１０MPa，σref＝０．０３から１８．０倍
【０４３３】
【表８】
2013125463.tif 000054
【０４３４】
（５）２０段階で処理を行った場合
ｐ1ref＝１０MPa，σref＝０．０３から１８．６倍
【０４３５】
【表９】
2013125463.tif 000055
【０４３６】
（１）〜（５）の結果から、１段階では、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavが、Ｅrefの１１．５倍であったのに対して、４段階では１６．２倍、１０段階では１８．０倍、１８．６倍となり、最初のパラメータが同じであっても、算出処理を変えることで、異なる推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの値が得られることが分かる。
【０４３７】
なお、本変形例における、多段階でパラメータを導入する推定処理は、各パラメータの導入順序（演算順位）を変えて算出する処理を組み合わせて用いてもよい。すなわち、キャビテーション数σと、噴流圧力ｐ1と、ノズル口径ｄの導入順序を入れ替えてもよく、各パラメータの導入を多段階にして、多段階にした各パラメータの導入順序を入れ替えて推定を行うことが可能である。
【０４３８】
＜第４の変形例＞
第一乃至第三実施形態において、推定キャビテーション噴流能力を求めた後に、さらにキャビテーション噴流の幅ｗ（図３参照）を考慮して、キャビテーション噴流の能力を評価することが出来る。
キャビテーション噴流の幅ｗは、下記式（８）で表わされる。
【０４３９】
【数４５】
2013125463.tif 000056
【０４４０】
ここで、衝突面における相対的な衝突エネルギー密度を考慮すると、衝突部を直径ｗの円と仮定した場合、衝突面のエネルギーは衝突部の径の２乗に反比例することから、衝突面における相対的な衝撃エネルギー密度をＥcav／ｗ2として表すことができる。
本変形例では、上述のエネルギー噴流推定装置において、更に上記の相対的な衝撃エネルギー密度を算出する手段をそなえる。
【０４４１】
キャビテーション数σが。キャビテーション噴流能力が極大を示すキャビテーション数σmaxとの関係で、σ＜＜σmaxの場合には、推定キャビテーション能力Ｅcavが小となるとともに幅ｗが大となるのでＥcav／ｗ2が著しく小さくなる。従って、ｐ2一定条件下ではｐ1の増大とともにσが低下するのでｐ1を増大させても加工能力が増大せずに減少する。それに対してσ≒０．０１４の場合にはＥcavが大となるとともに、ｗが小となるので集中的にキャビテーション噴流を行うことが可能である。
【実施例】
【０４４２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。【０４４３】
＜実施例１＞
本実施例では、いくつかの流体力学的パラメータにおいてキャビテーションピーニングの試験を行い、まず最適スタンドオフ距離ｓoptを算出し、この最適スタンドオフ距離ｓoptにおいて、キャビテーション噴流能力として壊食率を測定した。このときの試験のデータから、上記式（３）のべき指数についての関数ｎp及びｎd、並びに影響関数ｆ（σ）を特定した。そして、上記式（３）を用いて推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出した。さらに、求められた推定キャビテーション噴流能力と、壊食試験結果との比較を行った。【０４４４】
（キャビテーション噴流試験）
図１に示すように構成された、キャビテーション噴流試験装置１０１を用いて、各条件におけるキャビテーション噴流試験を行うことにより、キャビテーション噴流能力の指標として試験片１１０の最大累積壊食率ＥRmaxを求めた。【０４４５】
キャビテーション噴流試験は、試験片１１０（以下、壊食試験片ともいう）にキャビテーション噴流を作用させることにより、壊食試験片に生じた質量損失の量を計測し、この値から最大累積壊食率ＥRmaxを算出した。
プランジャポンプ１０４は、最大吐出圧力３０ＭＰａ、最大吐出流量３×１０-2ｍ3／ｍｉｎの条件で加圧した。
ノズル１０６の形状は、円筒ノズルとし、ノズル先端部１０７の形状は、図４（ａ）の形状とした。【０４４６】
ノズル先端部１０７の円筒直径Ｄ，円筒長さＬは、ノズル口径ｄに対して、ｄ：Ｄ：Ｌ＝１：８：８とした。ノズル口径ｄは１〜２．５ｍｍ、噴射圧力（ノズル上流側圧力）ｐ1は１０〜３０ＭＰａの範囲で試験した。
なおノズルスロート部長さｌは、ｌ／ｄ＝３一定とした。【０４４７】
最適スタンドオフ距離を求める壊食試験ならびに最大累積壊食率ＥRmaxを求める壊食試験のいずれの場合も、壊食試験片には，純アルミニウム（ＪＩＳＡ１０５０Ｐ）を使用した。
最適スタンドオフ距離ｓoptを求める際の、各キャビテーション数σ及び噴射圧力ｐ1における壊食時間ｔは、表１０に示す通りで行った。【０４４８】
【表１０】
2013125463.tif 000057
【０４４９】
キャビテーション噴流試験は、表１１に示す噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数の条件において行った。【０４５０】
【表１１】
2013125463.tif 000058
【０４５１】
（最適スタンドオフ距離ｓoptの算出）
図１５（ａ）、図１５（ｂ）には、各条件における最適スタンドオフ距離を明らかにするために、スタンドオフ距離を変えて壊食試験片にキャビテーション噴流を噴射した際に生じた質量損失Δｍを壊食時間ｔで除した壊食率ＥRについて示した。図１５（ａ）、図１５（ｂ）では、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄの影響を明らかにするために、スタンドオフ距離ｓをｄで除した無次元スタンドオフ距離ｓ／ｄを用いて壊食率ＥRを示した。
図１５（ａ）では、噴射圧力ｐ1を一定にして、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σ、スタンドオフ距離ｓを変化させており、キャビテーション数σ及びノズル口径ｄごとの、スタンドオフ距離ｓと壊食率ＥRとの関係について示している。
図１５（ｂ）では、ノズル口径ｄを一定にして、噴射圧力ｐ1、キャビテーション数σ、スタンドオフ距離ｓを変化させており、キャビテーション数σ及び噴射圧力ｐ1ごとの、スタンドオフ距離ｓと壊食率ＥRとの関係について示している。【０４５２】
図１５（ａ）、図１５（ｂ）から、各条件においてスタンドオフ距離に対して壊食率ＥRが極大となるスタンドオフ距離ｓが存在する。キャビテーション衝撃力を有効利用する観点からは、壊食率ＥRが極大となるスタンドオフ距離ｓにおいて衝撃エネルギーが極大になると考えられるので、本実施例では、このスタンドオフ距離ｓを最適スタンドオフ距離ｓoptと呼ぶことにする。
図１５（ａ）、図１５（ｂ）において、それぞれのキャビテーション数σ、ノズル口径ｄについて、壊食率ＥRが最大となった無次元スタンドオフ距離ｓ／ｄにおけるスタンドオフ距離ｓを、最適スタンドオフ距離ｓoptとして特定した。表１１に示した最大累積壊食率ＥRmaxを求めるための壊食試験では、このようにして求められた最適スタンドオフ距離ｓoptをスタンドオフ距離として測定を行った。【０４５３】
図１６（ａ）には、キャビテーション数σごとに、ノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1一定下で、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄを変えた場合の、ノズル口径ｄと最適スタンドオフ距離ｓoptをｄで除した無次元最適スタンドオフ距離ｓopt／ｄとの関係を示した。
図１６（ｂ）には、キャビテーション数σごとに、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄ一定の条件で、ノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1を変えた場合について、噴射圧力ｐ1と最適スタンドオフ距離ｓoptをｄで除した無次元最適スタンドオフ距離ｓoptとの関係を示した。【０４５４】
図１６（ａ）、図１６（ｂ）から、キャビテーション数σが大になるほど最適スタンドオフ距離ｓoptは短くなり、大略的には、キャビテーション数σが等しい場合には、最適スタンドオフ距離ｓoptは無次元スタンドオフ距離で表すことができる。なお、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄが大になるほど、噴流の乱れが大となるためか、無次元化した最適スタンドオフ距離は短くなる傾向にある。【０４５５】
（最大累積壊食率ＥRmaxの算出）
図１７（ａ）〜図１７（ｃ）には、各キャビテーション数σにおける、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄごとの最大累積壊食率ＥRmaxを求めるために、各条件で壊食試験を行った質量損失Δｍの経時変化を示した。
いずれの条件においても、壊食時間ｔの増大とともに、壊食率が小さい潜伏期、壊食率が壊食時間とともに増大する加速期、瞬間壊食率がほぼ壊食時間に比例して増大する定常期、壊食率が壊食時間とともに減少する減衰期が存在することがわかる。またいずれのキャビテーション数σの条件においてもノズルスロート直径（ノズル口径）ｄが大になるほど、壊食率が大になる傾向にあることが見て取れる。図１７（ａ）〜図１７（ｃ）の定常期の傾きから、ノズル口径ｄごとの最大累積壊食率ＥRmaxを求めた。【０４５６】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）には、各キャビテーション数σにおける、ノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1ごとの最大累積壊食率ＥRmaxを求めるために、各噴射圧力ｐ1で壊食試験を行った質量損失Δｍの経時変化を示した。
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）においても、図１７（ａ）〜図１７（ｃ）と同様に、いずれの条件においても、壊食時間ｔの増大とともに、潜伏期、加速期、定常期、減衰期と経過することがわかる。またノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1が大になるほど壊食率が大になる傾向が見て取れる。図１８（ａ）〜図１８（ｃ）の定常期の傾きから、噴射圧力ｐ1ごとの最大累積壊食率ＥRmaxを求めた。
このようにして求めたそれぞれの噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数の条件における最大累積壊食率ＥRmaxを示したものが、表１１である。なお、表１１において、＊で示した値は壊食時間６３０秒間から求めた壊食率である。【０４５７】
（噴射圧力ｐ1についてのべき指数ｎp及びノズル口径ｄについてのべき指数ｎdの算出）
図１９（ａ）には、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄのべき乗則を明らかにするために、図１７（ａ）〜図１７（ｃ）で求めたノズル口径ｄごとの最大累積壊食率ＥRmaxについて、σ＝０．０１、０．０１４、０．０２ごとに、ｄ＝１ｍｍの最大累積壊食率の値ＥRmax 1で無次元化した、ノズル口径ｄと最大累積壊食率ＥRmaxとの関係を両対数グラフ上に示した。
図１９（ａ）から、明らかに両対数グラフ上で、それぞれのキャビテーション数σごとに計測値が直線上にならんでいるので、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄと最大累積壊食率ＥRmaxの間には、各キャビテーション数において下記式（９）で示すようなべき乗則が成り立つことがわかる。【０４５８】
【数４６】
2013125463.tif 000059
【０４５９】
上記式（９）において、ｎdはノズルスロート直径（ノズル口径）ｄのべき指数である。なお、図１９（ａ）に、各σごとに最小二乗法で求めたｎdによる近似線を、データプロットに併せて示した。図１９（ａ）の近時線の傾きから、ノズル口径ｄのべき指数ｎdは、σ＝０．０１では１．５８４、σ＝０．０１４では２．００７、σ＝０．０２では２．４６９と算出された。キャビテーション数σが大になるほど、ｎdが増大することがわかる。【０４６０】
図１９（ｂ）には、ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄのべき乗則を求めたのと同様に、ノズルスロート部出口の流速、すなわち噴射圧力（ノズル上流側圧力）ｐ1におけるべき乗則を明らかにするために、図１８（ａ）〜図１８（ｃ）で求めた噴射圧力ｐ1ごとの最大累積壊食率ＥRmaxについて、それぞれσ＝０．０１、０．０１４、０．０２ごとに、ｐ1＝１０ＭＰａの最大累積壊食率の値ＥRmax 10で無次元化した、噴射圧力ｐ1と最大累積壊食率ＥRmaxとの関係を両対数グラフ上に示した。ノズルスロート直径（ノズル口径）ｄのべき乗則と同様に、噴射圧力ｐ1について上記式（９）と同様な下記式（１０）のべき乗則を仮定することができる。【０４６１】
【数４７】
2013125463.tif 000060
【０４６２】
上記式（１０）において、ｎpはノズル上流側圧力（噴射圧力）ｐ1のべき指数である。なお、図１９（ｂ）に、各σごとに最小二乗法で求めたｎpによる近似線を、データプロットに併せて示した。図１９（ｂ）の近時線の傾きから、噴射圧力ｐ1のべき指数ｎpは、σ＝０．０１では２．２３６、σ＝０．０１４では２．４３８、σ＝０．０２では２．８１３と算出された。べき指数ｎpがｎdと同様にキャビテーション数σとともに変化し、キャビテーション数σが大になるほどｎpが増大することがわかる。
図１９（ｂ）では噴射圧力ｐ1のべき指数ｎpが比較的３に近いので、大略的にはキャビテーション噴流のキャビテーション強さは、前述した流速の６乗に比例するということもできる。しかしながら、キャビテーション強さについて、例えばノズル上流側圧力が１０ＭＰａと３０ＭＰａを比較した場合には、ｎp＝３の場合にはσ＝０．０１のｎp＝２．２３６を用いた場合に比べて２．３倍以上過大評価することになる。また、ｎp＝２．８１３の場合にはｎp＝２．２３６の場合の約１．９倍となるので、キャビテーション数σを考慮したべき指数を使用してキャビテーション噴流能力を評価する必要があるといえる。
上述した手順により算出した、各キャビテーション数σにおけるそれぞれのべき指数ｎp，ｎdを表１２に示した。【０４６３】
【表１２】
2013125463.tif 000061
【０４６４】
（べき指数についての関数ｎp及びｎdの特定）
図２０には、表１２の結果から、キャビテーション数σとべき指数ｎp，ｎdとの関係を示した。
キャビテーション数σとべき指数ｎp、、キャビテーション数σとべき指数ｎdにおいてそれぞれ直線関係が認められるので、それぞれ1次式を仮定して近似式を求めることで、べき指数についての関数ｎp，ｎdを表わす次式（１１）、（１２）が求められた。【０４６５】
【数４８】
2013125463.tif 000062
【数４９】
2013125463.tif 000063
【０４６６】
（影響関数ｆ（σ）の特定）
影響関数ｆ（σ）を求めるために、各噴射圧力ｐ1とノズル口径ｄごとに表１１の最大累積壊食率ＥRmaxを、ＥRmaxが極大となるσ＝０．０１４の値でそれぞれ無次元化することによりｆ（σ）とみなして、図２１にキャビテーション数σとｆ（σ）の関係を×印でプロットして示した。
各噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄにおいてσ＝０．０１４で極大を示すことから、ｆ（０．０１４）＝１、ｆ’（０．０１４）＝０と考えられる。またσ≒０では壊食を生じないと考えられるのでｆ（０）＝０と仮定できる。以上を考慮して、σ≦０．０１４においてｆ（σ）としてσの３次式を仮定し、σ≦０．０１４の実験値にニュートン法を適用して各係数を求めることで、σ≦０．０１４の影響関数ｆ（σ）は下記式（１３）として求められた。
【数５０】
2013125463.tif 000064
【０４６７】
一方、σ≧０．０１４では、σが大になるほどキャビテーションの発生領域は小さくなるともにｆ（σ）は減少し、初生キャビテーション数σi（あるいは消滅キャビテーション数σd）よりも大の場合にはキャビテーションは発生しないのでｆ（σi）＝０となる。すなわちσ≧０．０１４ではｆ（σ）は単調に減少すると考えられるので、１次式を仮定することで、σ≧０．０１４の影響関数ｆ（σ）は下記式（１４）として求められた。【０４６８】
【数５１】
2013125463.tif 000065
【０４６９】
（キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出）
表１３には、表１１の最大累積壊食率ＥRmaxを、参照とするキャビテーション噴流能力のキャビテーション噴流能力Ｅrefとみなし、上記式（３）のｎp，ｎd、ｆ（σ）にそれぞれ上記の式（１１）〜（１４）を導入して、参照条件として表１１からA〜Ｅのように選んで、推定するキャビテーション噴流の条件をｐ1＝３０ＭＰａ、ｄ＝２ｍｍ、及びσ＝０．０１４、又はｐ1＝３０ＭＰａ、ｄ＝２ｍｍ、及びσ＝０．００３として、キャビテーション噴流能力Ｅcavを推定した結果を表１３に示した。また、実測の壊食試験結果（ＥRmaxExp）と、推定誤差Δ（%）＝（１−Ｅcav／ＥRmax Exp）×１００についても表１３に示した。【０４７０】
【表１３】
2013125463.tif 000066
【０４７１】
表１３から、本推定方法により、推定するキャビテーション噴流の条件と、参照するキャビテーション噴流の条件の噴射圧力ｐ1、ノズル口径ｄ、キャビテーション数σがそれぞれ類似の場合には推定誤差Δが小となるが、全てが異なる場合においても約２０%の推定誤差Δで推定できることがわかる。また表１１の条件の範囲外であっても、約４０%のΔでＥcavを推定できることがわかる。なお、本実験式による推定では、表１３に示すように、ｆ（σ）による誤差が、推定誤差に与える影響が最も大きいとみられる。【０４７２】
次に、キャビテーション噴流の幅ｗを考慮したキャビテーションピーニングによる加工能力について考察する。幅ｗは上記式（８）から求められるので、近似的に衝突面における相対的な衝撃エネルギー密度をＥcav／ｗ2として表１３の下欄に示した。【０４７３】
σ≦０．０１４の場合には、Ｅcavが小となるとともにｗが大となるのでＥcav／ｗ2が著しく小さくなる。従って、ｐ2一定条件下ではｐ1の増大とともにσが低下するのでｐ1を増大させても加工能力が増大せずに減少する。それに対してσ≒０．０１４の場合にはＥcavが大となるとともに、ｗが小となるので集中的にキャビテーションピーニングを行うことが可能である。【０４７４】
（その他）
（１）べき指数ｎp及びｎdの関係式の近似式について
噴射圧力ｐ1に関する項のべき指数ｎpと、ノズル口径ｄに関するべき指数ｎdの関係式は、上記の実施例においては、上記式（１１）、（１２）にそれぞれ１次式を仮定して近似式を求めていたが、これに限定されるものではなく、σとの関係で１次式以外の近似式として求めることができる。【０４７５】
例えば、２次式を仮定して近似式を求めた場合、べき指数ｎpについての関係式（１１）、及びノズル口径ｄに関するべき指数ｎdについての関係式（１２）は、それぞれ下記式（１５）、（１６）として求めることが出来る。【０４７６】
【数５２】
2013125463.tif 000067
【数５３】
2013125463.tif 000068
【０４７７】
また、べき乗近似（累乗近似）して近似式を求めた場合、べき指数ｎpについての関係式（１１）、及びノズル口径ｄに関するべき指数ｎdについての関係式（１２）は、それぞれ下記式（１７）、（１８）として求めることが出来る。【０４７８】
【数５４】
2013125463.tif 000069
【数５５】
2013125463.tif 000070
【０４７９】
または、データベースよりσ1＝ｎp1，σ2＝ｎp2が既知であり、σ1＝ｎd1，σ2＝ｎd2が既知であり場合には、σ3のｎd3及びｎd3を内挿又は外挿により求めることが可能である。この場合、べき指数ｎp3についての関係式、及びノズル口径ｄに関するべき指数ｎd3についての関係式は、それぞれ下記式（１９）、（２０）として求めることが出来る。【０４８０】
【数５６】
2013125463.tif 000071
【数５７】
2013125463.tif 000072
【０４８１】
（２）影響関数ｆ（σ）の近似条件について
推定キャビテーション噴流能力ＥRmaxにおけるキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、上記の実施例においては、σ≦０．０１４ではσの３次式を仮定して上記式（１３）として求め、σ≧０．０１４ではσの１次式を仮定して下記式（１４）として求めていたが、これに限定されるものではなく、それぞれの範囲において他の近似式として求めても良く、またσに応じてさらに詳細に近似条件を設定しても良い。
または、影響関数ｆ（σ）について、ノズル口径ｄ等の他の流体力学的パラメータを変数として持つ関数としても良い。【０４８２】
（３）キャビテーション条件について
上記実施形態や実施例においては、水中でのキャビテーション（水中キャビテーション）を例として推定キャビテーション噴流能力を推定する場合について挙げたが、大気中に、ノズルから低速の水噴流を噴射して、二重ノズルによりその水噴流の中心にさらに高速の水噴流を噴射する、気中キャビテーション噴流にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０４８３】
１０、３１・・・・・キャビテーション噴流能力推定システム
１１、２１１、２３１・・・キャビテーション噴流能力推定装置（キャビテーション噴流推定誤差算出装置、キャビテーション噴流能力評価装置、キャビテーション噴流能力算出式特定装置）
５１、７１・・・・・キャビテーション噴流能力推定装置（キャビテーション噴流推定誤差算出装置、キャビテーション噴流能力評価装置）
２１、６１、２２１・・・キャビテーション噴流試験装置
２３、３２、６３、８１、２２３・・・データベース
３３、２３３・・・・べき指数特定手段
３６、２３６・・・・影響関数特定手段
３７、７７、２３７・噴流能力特定手段
４１、９１、２４１・推定誤差算出手段
４２、９２、２４２・推定精度評価手段
３０１・・・・・・・キャビテーション噴流推定誤差算出システム
３０２・・・・・・・キャビテーション噴流能力評価システム
３１１、３２１・・・キャビテーション噴流推定誤差算出装置
３１２、３２２・・・キャビテーション噴流能力評価装置
【図１】
2013125463.tif 000092
【図２】
2013125463.tif 000093
【図３】
2013125463.tif 000094
【図４】
2013125463.tif 000095
【図５】
2013125463.tif 000096
【図６】
2013125463.tif 000097
【図７】
2013125463.tif 000098
【図８】
2013125463.tif 000099
【図９】
2013125463.tif 000100
【図１０】
2013125463.tif 000101
【図１１】
2013125463.tif 000102
【図１２】
2013125463.tif 000103
【図１３】
2013125463.tif 000104
【図１４】
2013125463.tif 000105
【図１５】
2013125463.tif 000106
【図１６】
2013125463.tif 000107
【図１７】
2013125463.tif 000108
【図１８】
2013125463.tif 000109
【図１９】
2013125463.tif 000110
【図２０】
2013125463.tif 000111
【図２１】
2013125463.tif 000112
【図２３】
2013125463.tif 000113
【図２４】
2013125463.tif 000114
【図２５】
2013125463.tif 000115
【図２６】
2013125463.tif 000116
【図２７】
2013125463.tif 000117
【図２８】
2013125463.tif 000118
【図２９】
2013125463.tif 000119
【図３０】
2013125463.tif 000120
【図３１】
2013125463.tif 000121
【図２２】
2013125463.tif 000122
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月26日(2014.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
別の推定方法として、推定の対象とする実機流体機械を模擬した模型流体機械を用いて、模型流体機械のキャビテーション強さを求め。模型流体機械及び実機流体機械の相似性を利用することで、実機流体機械のキャビテーション強さを算出する方法が提案されている（特許文献２参照）。
この他に、スーパーコンピュータを用いてキャビテーション噴流のシミュレーションを行うことにより、キャビテーション噴流能力を予測する試みもなされている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
入力インターフェース１２は、キャビテーション噴流能力推定装置１１と外部との情報をやりとりするユニットであり、外部から情報（信号）を受信したら、バス１４を介してキャビテーション噴流能力推定装置１１内の各部１３、１５〜１７に信号を適宜送信するようになっている。
入力インターフェース１２には、キャビテーション噴流試験装置２１が繋がれ、キャビテーション噴流能力推定装置１１にキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力に関するデータ、キャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータに関するデータ、並びに試験結果に関するデータを入力するようになっている。また、入力インターフェース１２には、図示しない外部メモリやキーボードを接続してもよく、これらにより、キャビテーション噴流能力、流体力学的パラメータ等に関するデータをキャビテーション噴流能力推定装置１１に入力してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
出力インターフェース１３は、キャビテーション噴流能力推定装置１１と外部との情報をやりとりするユニットであり、キャビテーション噴流能力推定装置１１内の各部１２、１５〜１７からバス１４を介して情報（信号）を受信したら、外部に信号を送信するようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
（ノズル形状Ｋについて）
図２は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６の先端部１０７の寸法と試験片との関係を模式的に示す図である。
図３は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６の先端部１０７とキャビテーション噴流との関係を模式的に示す図である。
図４は、本実施形態に使用するキャビテーション噴流試験装置１０１における各種のノズル１０６の先端部１０７の断面形状を模式的に示す図である。
図５は、キャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６ごとの、スタンドオフ距離と壊食量を示すグラフである。
図６は、キャビテーション噴流試験装置１０１のノズル１０６ごとの、壊食時間と壊食量を示すグラフである。
図２２は、キャビテーション噴流試験装置１０１において、キャビテーション数σ及び気泡崩壊場圧力ｐ2を変化させた場合のキャビテーション噴流を観察した画像を示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
キャビテーション噴流試験装置１０１を用いることにより、キャビテーション噴流による、試料片１１０の壊食量を測定することが出来る。この時、噴射圧力ｐ1、気泡崩壊場圧力ｐ2、ノズル口径ｄ、円筒直径Ｄ、円筒長さＬ、スタンドオフ距離ｓ、キャビテーション噴流１２０を試験片１１０に作用させた時間である壊食時間を変化させて、各パラーメータ条件における壊食量の測定が可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６６】
本実施形態のキャビテーション噴流能力推定システム３１を機能的に表わすとき、キャビテーション噴流能力推定システム３１は、図８に示すように、データベース３２と、べき指数特定手段３３と、影響関数特定手段３６と、噴流能力推定手段３７とを備える。これら、べき指数特定手段３３と、影響関数特定手段３６と、噴流能力推定手段３７は、コンピュータプログラムによるソフトウエアを実行させることにより、このソフトウェアがべき指数特定手段３３と、影響関数特定手段３６と、噴流能力推定手段３７として機能するようになっている。このソフトウェアは、メモリ１７に格納され、ＣＰＵ１６により読み出されて実行される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６７】
データベース３２とは、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力や、噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータ、推定キャビテーション噴流能力の算出に用いられる式や関数についてのデータを蓄積するデータベースである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９８】
また、本実施形態では影響関数特定手段３６で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、データベース３２に格納され、ステップＳ３３において、影響関数特定手段３６が、データーベース３２から取得することになっているが、影響関数特定手段３６で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を、データーベース３２に格納せずに、影響関数特定手段３６が直接用いるようにしてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１５】
すなわち、データベース３２、べき指数特定手段３３、影響関数特定手段３６、噴流能力推定手段３７に、推定誤差算出手段４１を加えることで、キャビテーション噴流推定誤差算出システム３０１が構成されるとともに、このキャビテーション噴流推定誤差算出システム３０１に、推定精度評価手段４２を加えることで、キャビテーション噴流能力評価システム３０２が構成される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２１】
入力インターフェース２１２は、第一実施形態の入力インターフェース１２と同様であり、キャビテーション噴流能力推定装置２２１の外部には、データサーバ２２２が接続されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２６】
なお、これらのべき指数特定手段２３３、影響関数特定手段２３６、噴流能力推定手段２３７としての機能を実現するためのプログラム（べき指数特定用コンピュータソフトウェア、影響関数特定用コンピュータソフトウェア、噴流能力推定用コンピュータソフトウェア）は、第一実施形態と同様に、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置２１１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク２１５やメモリ２１７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置２１１に提供するようにしてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３６】
本実施形態のキャビテーション噴流能力推定装置２３１を機能的に表わすとき、キャビテーション噴流能力推定装置２３１は、図２８に示すように、べき指数特定手段２３３と、影響関数特定手段２３６と、噴流能力推定手段２３７とを備える。これら、べき指数特定手段２３３と、影響関数特定手段２３６と、噴流能力推定手段２３７は、コンピュータプログラムによるソフトウエアを実行させることにより、このソフトウェアがべき指数特定手段２３３と、影響関数特定手段２３６と、噴流能力推定手段２３７ととして機能するようになっている。このソフトウェアは、メモリ２１７に格納され、ＣＰＵ２１６により読み出されて実行される。なお、キャビテーション噴流能力推定装置２３１のべき指数特定手段２３３のＡ手段及びＢ手段、影響関数特定手段２３６、並びに噴流能力推定手段２３７のＤ手段２３９は、データベース２４０と機能的に接続されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３７】
データベース２４０とは、キャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力や、噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータ、推定キャビテーション噴流能力の算出に用いられる式や関数についてのデータを蓄積するデータベースである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４０】
べき指数特定手段２３３は、Ａ手段２３４と、Ｂ手段２３５とから構成されている。
Ａ手段２３４は、データベース２４０に蓄積された、キャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1と、噴射圧力ｐ1に対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を求めるとともに、キャビテーション噴流のノズル口径ｄと、ノズル口径ｄに対する実測のキャビテーション噴流能力ＥRmaxとの関係を求めるものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６６】
また、本実施形態では影響関数特定手段２３６で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）は、データベース２４０に格納され、ステップＳ１３３において、Ｄ手段２３９が、データーベース２４０から取得することになっているが、Ｄ手段２３９で求められたキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を、データーベース２４０に格納せずに、影響関数特定手段２３６が直接用いるようにしてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６９】
すなわち、べき指数特定手段２３３、影響関数特定手段２３６、キャビテーション噴流能力推定手段２３７に、推定誤差算出手段２４１を加えることで、キャビテーション噴流推定誤差算出装置３２１が構成されるとともに、このキャビテーション噴流推定誤差算出装置３２１に、推定精度評価手段２４２を加えることで、キャビテーション噴流能力評価装置３２２が構成される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７７】
なお、本実施形態においては、データベース６３は、外部データベースとしてキャビテーション噴流能力推定装置５１の外部に設けられるデータサーバ６２に保存されるものとしているが、図示しないキャビテーション噴流能力推定装置５１の外部に設けられるコンピュータ読取可能な記録媒体に格納し、ここからデータを読み出すようにしてもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２８２】
噴流能力推定手段７７としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではハードディスク５５又はメモリ５７）に格納されたプログラムがキャビテーション噴流能力推定装置５１のマイクロプロセッサ（本実施形態ではＣＰＵ５６）によって実行される。このとき、図示しない外部の記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２８９】
データベース８１は、キャビテーション噴流能力やキャビテーション噴流の噴射圧力、気泡崩壊場圧力、ノズル口径、及びキャビテーション数等の流体力学的パラメータ、推定キャビテーション噴流能力の算出に用いられる式や関数についてのデータを蓄積するデータベースである。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２９８】
また、本実施形態においては、予めキャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）を特定しておき、データベース６３に格納された影響関数ｆ（σ）を用いて推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出を行う。この時、キャビテーション数σの影響関数ｆ（σ）の特定は、図１０を用いて説明したステップＳ２１〜Ｓ２４の影響関数特定処理と同様に行うことが出来る。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３０８】
すなわち、キャビテーション噴流能力推定手段７７に、推定誤差算出手段９１を加えることで、キャビテーション噴流推定誤差算出装置３１１が構成されるとともに、このキャビテーション噴流推定誤差算出装置３１１に、推定精度評価手段９２を加えることで、キャビテーション噴流能力評価装置３１２が構成される。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３０９】
なお、キャビテーション噴流推定誤差算出装置３１１、及びキャビテーション噴流能力評価装置３１２のハードウェア構成は図１２と同様であり、推定誤差算出手段９１、推定精度評価手段９２の機能を実現するためのプログラム（推定誤差算出用コンピューソフトウェア、推定精度評価用コンピューソフトウェア）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等），ブルーレイディスク，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、キャビテーション噴流能力推定装置７１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、ハードディスク５５やメモリ５７）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してキャビテーション噴流能力推定装置７１に提供するようにしてもよい。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４０４】
表１〜表６から分かるように、推定キャビテーション噴流能力の算出にあたって、最終的な推定キャビテーション噴流能力Ｅcavは、キャビテーション数σと、噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄとの演算順位によって変化する。キャビテーション噴流能力の実測値と、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavとの比較から、キャビテーション数σの演算順位が高い場合に、精度の高い推定キャビテーション噴流能力の算出が可能であることが分かる。このことは、噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄは、べき乗の効果が効いてくるため、演算順位が高く先に計算した場合には、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavが十分に大きい値にならないためであると考えられる。一方で、先にべき乗の効いてこないキャビテーション数σを導入し、後にべき乗の効いて来る噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄとを導入することにより、キャビテーション噴流能力の推定精度が上がるものと考えられる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４０５】
＜第３の変形例＞
第一乃至第三実施形態においては、ステップＳ３５の推定キャビテーション噴流能力の算出にあたって、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σと、噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄを導入する際に、参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径の値ｄref、及びキャビテーション数σrefから、一段階でパラメータを導入する推定処理の方法を説明した。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４０６】
変形例として、参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径の値ｄref、及びキャビテーション数σrefから、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σと、噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄとのそれぞれの中間値をとって、多段階でパラメータを導入する推定処理の方法を説明する。
図２５は、推定処理を説明するために、キャビテーション噴流能力の推定のための流れを示した図である。
図２６は、推定処理を説明するために、上記式（３）の各項と、各項に導入されるパラメータと、計算処理との関係を示した図である。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４１１】
そして、上記式（３）を用いて、１番目の演算順位のパラメータ（ここではキャビテーション数σ）であって、中間値のキャビテーション数σ’のみを新たに導入した場合、すなわちｐ1ref、ｄref、σ’における推定キャビテーション噴流能力Ｅcav’を算出する
（ステップＳ６４）。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４１３】
そして、上記式（３）を用いて、１番目と２番目の演算順位のパラメータ（ここではキャビテーション数σと噴射圧力ｐ1）であって、中間値のキャビテーション数σ’と中間値の噴射圧力ｐ1’を導入した場合、すなわちｐ1’、ｄref、σ’における推定キャビテーション能力Ｅcav’’を算出する（ステップＳ６６）。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４１５】
そして、上記式（３）を用いて、１番目の演算順位のパラメータの推定するキャビテーション数σと、２番目の演算順位のパラメータの中間値の噴射圧力ｐ1’とを導入した場合、すなわちｐ1’、ｄref、σにおける推定キャビテーション能力Ｅcav’’’を算出する（ステップＳ６８）。この時、参照とするキャビテーション数σrefとして、中間値のキャビテーション数σ’を導入する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４１８】
次に、上記式（３）の（ｄ／ｄref）nd、及びｎd＝ｃ3σ＋ｃ4を算出しておく（ステップＳ７１）。
そして、最後に、上記式（３）を用いて、１〜３番目の全ての演算順位のパラメータについて、推定するキャビテーション噴流のパラメータを導入した場合、すなわちｐ1、ｄ、σにおけるキャビテーション噴流能力Ecavを算出する。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４２６】
上述した処理を利用することによって、上記式（３）のパラメータについて、参照とするキャビテーション噴流の噴射圧力ｐ1ref、ノズル口径の値ｄref、及びキャビテーション数σrefから、噴射圧力の中間値ｐ1’、ノズル口径の中間値ｄ’、及びキャビテーション数の中間値σ’による推定キャビテーション噴流能力の算出の段階をへて、最終的に、推定するキャビテーション噴流のキャビテーション数σと、噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄにおける推定キャビテーション噴流能力Ｅcavを算出することが出来る。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４３６】
（１）〜（５）の結果から、１段階では、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavが、Ｅrefの１１．５倍であったのに対して、４段階では１６．２倍、１０段階では１８．０倍、２０段階では１８．６倍となり、最初のパラメータが同じであっても、算出処理を変えることで、異なる推定キャビテーション噴流能力Ｅcavの値が得られることが分かる。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４３７】
なお、本変形例における、多段階でパラメータを導入する推定処理は、各パラメータの導入順序（演算順位）を変えて算出する処理を組み合わせて用いてもよい。すなわち、キャビテーション数σと、噴射圧力ｐ1と、ノズル口径ｄの導入順序を入れ替えてもよく、各パラメータの導入を多段階にして、多段階にした各パラメータの導入順序を入れ替えて推定を行うことが可能である。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４４０】
ここで、衝突面における相対的な衝突エネルギー密度を考慮すると、衝突部を直径ｗの円と仮定した場合、衝突面のエネルギーは衝突部の径の２乗に反比例することから、衝突面における相対的な衝撃エネルギー密度をＥcav／ｗ2として表すことができる。
本変形例では、上述のキャビテーション噴流能力推定装置において、更に上記の相対的な衝撃エネルギー密度を算出する手段をそなえる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４４１】
キャビテーション数σが。キャビテーション噴流能力が極大を示すキャビテーション数σmaxとの関係で、σ＜＜σmaxの場合には、推定キャビテーション噴流能力Ｅcavが小となるとともに幅ｗが大となるのでＥcav／ｗ2が著しく小さくなる。従って、ｐ2一定条件下ではｐ1の増大とともにσが低下するのでｐ1を増大させても加工能力が増大せずに減少する。それに対してσ≒０．０１４の場合にはＥcavが大となるとともに、wが小となるので集中的にキャビテーション噴流を行うことが可能である。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４６９】
（キャビテーション噴流能力Ｅcavの算出）
表１３には、表１１の最大累積壊食率ＥRmaxを、参照とするキャビテーション噴流のキャビテーション噴流能力Ｅrefとみなし、上記式（３）のｎp，ｎd、ｆ（σ）にそれぞれ上記の式（１１）〜（１４）を導入して、参照条件として表１１からA〜Ｅのように選んで、推定するキャビテーション噴流の条件をｐ1＝３０ＭＰａ、ｄ＝２ｍｍ、及びσ＝０．０１４、又はｐ1＝３０ＭＰａ、ｄ＝２ｍｍ、及びσ＝０．００３として、キャビテーション噴流能力Ｅcavを推定した結果を表１３に示した。また、実測の壊食試験結果ＥRmax Expと、推定誤差Δ（%）＝（１−Ｅcav／ＥRmax Exp）×１００についても表１３に示した。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４７９】
または、データベースよりσ1＝ｎp1，σ2＝ｎp2が既知であり、σ1＝ｎd1，σ2＝ｎd2が既知であり場合には、σ3のｎp3及びｎd3を内挿又は外挿により求めることが可能である。この場合、べき指数ｎp3についての関係式、及びノズル口径ｄに関するべき指数ｎd3についての関係式は、それぞれ下記式（１９）、（２０）として求めることが出来る。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２５】
2013125463.tif 000123
【国際調査報告】
2013125463.tif 000124
2013125463.tif 000125