1990 Fiscal Year Annual Research Report
極低温二相流中を伝播する圧力波とキャビテ-ション問題
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02650121
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
前野 一夫 千葉大学, 工学部, 助教授 (30133606)
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| Keywords | 極低温流体 / 衝撃波 / 二相流体 / 相変化 / キャビテ-ション / 低温衝撃波 / 無隔膜衝撃波管 / ショックチュ-ブ |
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| Research Abstract |
極低温二相流中の圧力波・衝撃波伝播およびキャビテ-ション現象の解明は極めて重要な工学的課題である。本研究では従来申請研究者が開発してきた極低温用衝撃波管(小型2cm×2cm)測定部を改良し、液体窒素トラップを断熱室に適用することにより100°K程度までの衝撃波実験を可能にして研究を行った。作動実験は充分満足の行くものであったが、測定部熱容量の問題と熱侵入量との関係で液体窒素温度での実験が困難となり、液化エチレン温度域までの実験にとどまった。使用試気体は気体窒素、酸素、フレオン12およびエチレンで、衝撃波速度・衝撃波前後の圧力変動を計測し、さらにフラッシュ光源を用いて平面衝撃波の入射と管端での反射、および2次元くさび周りの衝撃波伝播について、シャドウグラフ(影写真)とシュリ-レン法およびカラ-シュリ-レン法を用いて流れの可視化を行った。その結果、低温領域での複合マッハ反射・二重マッハ反射の衝撃波流れ場に関して実験的結果から知見を得ることができた。またフレオン12に対する実験結果から、低温壁面に対する衝撃波後方での凝縮現象が観測され、凝縮が衝撃波の伝播と反射に与える影響を一部明らかにすることができた。理論解析の面からは理想気体(非粘性)に関して2次元くさび周りの衝撃波伝播の様相を計算することができ、実験結果と比較された。また極低温液体中の単一蒸気泡に関して、その挙動を理論的に解明し、研究者らが従来行って来たパルスレ-ザ-照射による極低温気泡挙動実験の結果と比較した。以上の結果に関しては、幾つかの報告発表が後述のように成されている。
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[Publications] 真田 恭,福田 傑,前野 一夫,花岡 裕: "極低温流体中の衝撃波に関する実験的研究" 日本機械学会北海道支部第31回講演会 講演概要集. No.902ー1. 57-59 (1990)
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[Publications] 前野 一夫,真田 恭,福田 傑,花岡 裕: "低温フロン12中の2次元くさび上の衝撃波伝播と反射実験" (平成2年度)衝撃波シンポジウム講演論文集. 617-620 (1990)
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[Publications] 前野 一夫,横山 真吾,花岡 裕: "極低温流体中でのレ-ザ-照射による気泡生成に関する研究(液体窒素中の気泡挙動)" 日本航空宇宙学会誌. (1991)
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[Publications] K.Maeno,Y.Sanada,T.Fukuda,and Y.Hanaoka: "Shock Wave Reflection on Cold Wedge Surface in Low Temperature Freon 12" 18th International Symposium on Shock Waves. (1991)
