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高エネルギー電磁ビームに誘起される放電とその工学的応用

Research Project

Project/Area Number 15H02320
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小紫 公也  東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (90242825)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2016-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2015: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Keywordsエネルギー / レーザー / ミリ波 / 放電 / プラズマ
Outline of Annual Research Achievements

高エネルギーのレーザーやミリ波ビームにより誘起される爆轟波を工夫された実験系により純粋な1次元現象に帰し,その計測結果の解析によってレーザーとミリ波の双方の放電・爆轟現象に内在する普遍的な物理モデルを構築することを目的とし,以下の2つの課題について研究を行った.
(1) レーザー放電爆轟波1次元伝播実験装置を構築し,従来の実験で使用していた集光された1ミリメートル径レーザービームを,ほぼ平行な7ミリメートル径ビームに拡大し,壁面による側方膨張制限が有るものと無いもので実験を行った.その結果,ビーム径拡大によって爆轟波伝播速度がおよそ2倍になる一方,壁面制限の有無は伝播速度にほとんど影響を及ぼさないことが分かった.Raiser等の理論では,伝播速度と側面への膨張によるエンタルピー流出の関係を直接的に関連付け定式化していたが,今回の実験結果はこの理論では説明がつかず,新しいレーザー爆轟波伝播理論が必要となることが示唆された.
(2) ミリ波放電爆轟波の詳細なフィラメント構造を撮影し,その特徴的な放電伸展のメカニズムに迫ると共に,詳細な多次元数値シミュレーション結果との比較を行うため,高解像度(4百万画素)の高速シャッターカメラの選定を行った.また放電実験に用いるミリ波発振器ジャイロトロンの基礎設計を開始した.真空管のボア径をできるだけ小さく設計することで超電導マグネットを小型化し,実験室に収まる装置を製作可能であるとの見通しが立った.本基盤研究Aに続く,基盤研究Sでジャイロトロン装置の製作を行う.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2015

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] Simulation of LSD Wave Characteristics in Ar and N2 using a 1-D Laser-Induced Discharge Model Coupled with Hydrodynamic Relations for Laser-Propelled Thruster Studies2015

    • Author(s)
      Joseph A. Ofosu, Kohei Matsui, Kimiya Komurasaki, Kohei Shimamura, Hiroyuki Koizumi
    • Organizer
      30th ISTS. 34th IEPC &6th NSAT ジョイント会議
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場、神戸
    • Year and Date
      2015-07-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] The Effect of Laser Intensity on LSD Wave Propagation Velocity and Its Application to Laser Propulsion System2015

    • Author(s)
      Kohei Matsui, Joseph A. Ofosu, Kohei Shimamura, Kimiya Komurasaki, Hiroyuki Koizum
    • Organizer
      30th ISTS. 34th IEPC &6th NSAT ジョイント会議
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場、神戸
    • Year and Date
      2015-07-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a Tapered-Tube Millimeter-Wave Receiver for Distant Wireless Power Transfer in Microwave Rocket System2015

    • Author(s)
      Masafumi Fukunari, Nat Wongsuryrat, Toshikazu Yamaguchi, Yusuke Nakamura, Kaoru Kakinuma, Hiroyuki Koizumi, Kimiya Komurasaki
    • Organizer
      30th ISTS. 34th IEPC &6th NSAT ジョイント会議
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場、神戸
    • Year and Date
      2015-07-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2017-01-06  

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