極度に非平衡な高速空気プラズマ流中の放射エネルギー移動の研究
| Project/Area Number |
62550121
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Fluid engineering
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
白井 紘行 群馬大学, 工学部, 教授 (00008509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田部井 勝稲 群馬大学, 工学部, 助手 (80008466)
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| Project Period (FY) |
1987 – 1988
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1988)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 1988: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 1987: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 非平衡プラズマ / 非平衡放射 / 強い衝撃波 / 衝突放射過程 / 非平衡反応定数 / 窒素プラズマ / Maecker型プラズマ発生装置 / 3温度モデル / 空気プラズマ / 衝撃波 / アブレーション / SL3N4 |
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| Research Abstract |
強い非平衡空気プラズマ流からの放射研究の第一歩として、高温窒素プラズマ流の非平衡放射の研究を行った。主な結果を以下に示す。
1.窒素分子に対して、分子の振動・回転状態を詳しく考慮した衝突放射過程モデルを立てた。それから非平衡放射強度分布を計算し、実験的強度と比較するとよく一致し、そのモデリングの妥当性がほぼ確認された。
2.非平衡プラズマに対して最近提案された非平衡解離反応速度の妥当性を検証するために、Maecker型プラズマ発生装置の電子密度分布を測定した。実験的密度は、その提案された反応速度定数を用いた理論的電子密度分布と大変よく一致し、その反応定数の妥当性が確認された。
3.Maecker型プラズマ発生装置は、低圧・低電流条件下では、プラズマ密度が大変高いにもかかわらず、かなり強い熱化学的非平衡プラズマとなることが判った。気体温度は9000K程度、振動温度は13000K程度となり、例えばAOTV宇宙船の衝撃層の非平衡放射研究に有効であることが判った。
4.3温度モデルを用いて、強い分子衝撃波背後の緩和流領域を初めて数値計算した。衝撃波直後の放射はほとんど非平衡放射であることが判明した。
5.宇宙船周りの強い衝撃層からの放射加熱防御に新セラミックスSi_3N_4のアブレーション法が有効である。その放射吸収特性は、ほとんどSi原子の光電離に依存し、高エネルギー光の吸収に大変効果的であることが判った。
6.残されている主要な問題点を列挙する。簡便な空気プラズマ発生装置の開発、強い衝撃波の衝撃波管実験データの蓄積、非平衡状態における各種反応速度定数の開発、分子の衝突放射過程計算における衝突遷移速度係数の研究、高温における分子の衝突振動緩和時間のデータ、あるいは詳細な反応過程モデルを考慮した衝撃波や衝撃層の数値計算法の開発など。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
