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将来の惑星探査へ向けた大気突入飛行環境予測技術向上のための熱空気力学的研究

Research Project

Project/Area Number 18760612
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionNagoya University (2007)
Japan Aerospace Exploration Agency (2006)

Principal Investigator

松田 淳  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 助教 (80415900)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Keywords航空宇宙工学 / 衝撃波 / 高エンタルピー流 / 輻射 / 熱化学非平衡流 / 電離解離流れ / プラズマ流 / 圧縮性流体力学
Research Abstract

惑星大気突入探査で重要となる大気突入飛行時の飛行環境予測技術の向上のために以下の研究を行った。
1.強い衝撃波背後の熱化学的非平衡現象の理解へ向けた分光学的研究
従来から問題となっていた回転並進温度間の非平衡性の理解へCARS分光による計測の検討を行った。特に、本手法と発光分光法により得られた結果との比較から本手法により回転温度等を算出する従来の方法の問題点と誤差の原因を明らかにした。
2.強い衝撃波に伴う電離機構に関する研究
強い衝撃波背後での電離の理解とモデル構築のため、衝撃波前後で電離度の計測を行った。本研究では現象理解の簡単化のため単原子分子のアルゴンを用いた。実験では衝撃波前方でも多量の電子が存在することが示され、数値シミュレーションとの比較からこれらの電子が衝撃波背後の電子生成速度に影響を及ぼすことも示された。
3.大気突入飛行環境模擬装置としての膨張波管装置検討
再突入時の空力加熱防御法の新概念として電磁場を用いた熱防御手法が注目を集めている。本手法についての実験は従来はアーク風洞を用いて行われていたが、実際の再突入条件との乖離が問題視されていた。そこで、より実飛行条件に近い状態を模擬するための地上実験装置としての膨張波管の特性検討を行った。従来衝撃波管として用いられた装置を膨張波管として駆動するための検討並びに、実際に装置を駆動し、圧力、衝撃波速度等の計測から試験時間、性能等の評価を行い、大気突入飛行の地上模擬実験装置としての膨張波管の有用性を示した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Model and magnetic configuration effect on the shock layer enhancement by an applied magnetic field2008

    • Author(s)
      A. Matsuda, H. Otsu, M. Kawamura, Y. Takizawa, D. Kongorski, T. Abe
    • Journal Title

      Physics of Fluids 20

      Pages: 1-11

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Particle Simulation of Electromagnetic Control of a Weakly Ionized Flow past a Blunt Body2008

    • Author(s)
      H. Katsurayama, M Kawamura, A. Matsuda, T. Abe
    • Journal Title

      Journal of Spacecraft and Rocket 45

      Pages: 248-254

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preliminary Study of Thermochemical Nonequilibrium in a Hydrogen-Argon Mixture behind a Strong Shock Wave2008

    • Author(s)
      T. Tanifuji, A Matsuda, K. Wasai, H. Otsu, H. Yamasaki, D. Konigorski, and T. Abe
    • Journal Title

      AIAA Paper 2007-4552

      Pages: 1-12

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ro-Vibrational Temperatures Derived from N2 (2+) Emission Spectra and CARS Method behind Strong Shock Waves2007

    • Author(s)
      Atsushi Matsuda, Masanori Ota, Suhe Batter, Keishi Arimura, Kazuo Maeno, Takashi Abe
    • Journal Title

      AIAA Paper 2007-4547

      Pages: 1-6

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical Investigation of Discharge Structure of DBD Plasma Actuator2007

    • Author(s)
      Yuji Takizawa, Atsushi Matsuda, Shunichi Sato, Takashi Abe
    • Journal Title

      AIAA Paper 2007-4376

      Pages: 1-10

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drag Increment Effect on Spherically-Blunt Body by Electro-Mgnetic Effect2007

    • Author(s)
      Masaaki Kawamura, Atsushi Matsuda, Hiroshi Katsurayama, Hirotaka Otsu, Detrev, Konigorski, Shunnichi Sato, and Takashi Abe
    • Journal Title

      AIAA Paper 2007-3889

      Pages: 1-10

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preliminary Study of Thermochemical Nonequilibrium in a Hydrogen-Argon Mixture behind a strong Shock Wave2007

    • Author(s)
      Hiroshi Katsurayama, Atsushi Matsuda, and Takashi Abe
    • Journal Title

      AIAA Paper 2007-4552

      Pages: 1-10

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 強い衝撃波背後での非線形分光法による振動、回転温度算出法の評価2007

    • Author(s)
      松田 淳 他(共著)
    • Journal Title

      平成18年度衝撃波シンポジウム講演論文集 H18

      Pages: 3-6

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] CARS法による強い衝撃波背後での振動、回転温度の精度評価2007

    • Author(s)
      松田 淳 他(共著)
    • Journal Title

      平成18年度衝撃波シンポジウム講演論文集 H18

      Pages: 15-18

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental Investigation of the Hall Effect for the Interaction between the weakly Ionized Plasma and Applied Magnetic Field2007

    • Author(s)
      Atsushi Matsuda
    • Journal Title

      AIAA Paper 2007-1437

      Pages: 1-12

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超軌道速度再突入時に発生する強い衝撃波背後の熱化学的非平衡状態へのCARS計測の検討2006

    • Author(s)
      松田 淳 他(共著)
    • Journal Title

      日本分光学会秋季講演会Optics & Photonics Japan 2006 H18

      Pages: 100-101

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Shock layer enhancement by electro-magnetic effect for spherical blunt body2006

    • Author(s)
      Atsushi Matsuda, et al.
    • Journal Title

      AIAA Paper 2006-3573

      Pages: 1-12

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of the nose bluntness on the electromagnetic flow control for reentry vehicles2007

    • Author(s)
      Otsu, T. Matsumura, Y. Yamagiwa, A. Matsuda, T. Abe, M. Kawamura and D. Konigorski
    • Organizer
      26th International symposium on Shock waves
    • Place of Presentation
      Gettingen, Germany
    • Year and Date
      2007-07-17
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Assessment of rotational and vibrational temperatures behind strong shock waves derived from CARS method2007

    • Author(s)
      Atsushi Matsuda, Masanori Ota, Keishi Arimura, Suhe Bater, Kazuo Maeno, and Takashi Abe
    • Organizer
      26th International symposium on Shock waves
    • Place of Presentation
      Gettingen, Germany
    • Year and Date
      2007-07-16
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アルゴン中で発生する衝撃波前方領域での電離状態計測2007

    • Author(s)
      松田 淳、和才克己、河村政昭、安部隆士
    • Organizer
      第39回流体力学講演会
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      2007-06-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高エンタルピー気流実験用膨張波管の特性検討2007

    • Author(s)
      松田 淳、和才克己、河村政昭、安部隆士
    • Organizer
      第39回流体力学講演会
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      2007-06-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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