Material Property Design for Controlling Multiple Reflected Shock Waves

• Project/Area Number: 25K07592
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Nara National College of Technology
• Principal Investigator: 福岡 寛 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (40582648)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2028: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 反射衝撃波 / 超音速噴流 / 可視化 / 数値解析

Outline of Research at the Start

本研究では，工業，新エネルギー，材料開発で重要な課題となる，衝撃波の多重閉じ込め現象を制御する壁面材料の設計指針の獲得と，その実験的実証を行う．まず，噴流誘起衝撃波の壁面-噴流先頭間反射による多重閉じ込め現象を，時間分解観測することで，衝突平板壁面の材料特性と閉じ込めの効率の関係を明らかにする．次に，圧縮性流体のシミュレーションにより閉じ込めが起こる条件での圧力・密度・速度を調べ，閉じ込めに必要な物理条件を明らかにする．これらの結果に基づいて，壁面-噴流間の反射による多重閉じ込め現象を制御する壁面材料を実際に設計・製作し，材料設計の効果を実証する．