衝撃波フォ-カッシング

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03238111
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 西田 迪雄 九州大学, 工学部, 教授 (10025968)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 督 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00107476) ; 寺尾 邦夫 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30017850)
• Keywords: 衝撃波 / 衝撃波収束 / 衝撃波反射 / ショックチュ-ブ / デトネ-ション

Research Abstract

伝幡方向に凹状に湾曲した衝撃波が,進行するにつれて収束し,局所的に高い圧力を生み出す現象は「衝撃波のフォ-カス(収束)」と呼ばれ,極限状態を発生させる新しい手法として注目されている.
(1)気体中の衝撃波フォ-カス:反射衝撃波の収束のショックチュ-ブ実験と数値計算を並行に行い,両者の比較より収束過程に及ぼす因子効果を解明し,収束のメカニズムとその物理現象を明らかにすることができた.また軸対称衝撃波収束(点収束)により容易に高温が得られることが数値計算により予測され,これはショックチュ-ブ実験で試験気体の発光により定性的に確かめられた.これより得られた発光強度の波長解析を行い,輻射遷移を特定することにより収束温度を評価し,数値計算との比較をする準備を行っている.また,気体中の反射衝撃波の二次元収束(線収束)の定量的測定を行うため,レ-ザ干渉法により収束点の密度計測を開始した.
(2)デトネ-ション波フォ-カス:球面収束デトネ-ション波の状態,超高温,高圧下での物質,気体の挙動を調べ,収束デトネ-ション波の伝播機構を解明した.すなわち収束デトネ-ションの圧力計測および光学可視化によりその挙動を解明した。また,発光スペクトル法による平衝温度計測およびレ-ザ散乱法による非平衝温度計測を行なっている.
(3)衝撃波フォ-カス現象に対するCFD:二次元計算コ-ドの開発し,二段楔を過ぎる衝撃波反射およびLogーSpiral型ダクト内の衝撃波収束問題に適用し,これまで実験的に観察されていた現象を計算面から確認するとともに,衝撃波収束点近傍での衝撃波三重点の形成や渦の発生など,実験的に観察されていないいくつかの新たな現象を見いだすことに成功している。

Research Products

• [Publications] Y.Sakamura & M.Nishida: "Numerical Calculation of Hypersonic Flows with Nonequilibrium Air Chemistry aroud a Reentry Vehicle" Mem.Fac.Eng.Kyushu Univ.51. 33-52 (1991)
• [Publications] Y.Sakamura & M.Nishida: "Numerical Calculation of Thermal and Chemical Nonequilibrium Flows around a Hypersonic Reentry Vehicle" Trans.Japan Soc.Aero.Space Sci.34. 27-45 (1991)
• [Publications] M.Nishia & Y.Sakamura: "Thermal and Chemical Nonequilibirum Viscous Shock Layer Flows over a Blunt Body at High Altitudes" Rarefied Gas Dynamics (A.Beylich,Ed.,VCH). 514-517 (1991)
• [Publications] T.Nakajima,S.Aso & M.Nishida: "Numerical Simulation of Weak Shock Focusing" Proc.2nd japan-Soviet Union Joint Symp.on Comp.Fluid Dynamics,Tsukuba,Aug.,1990. 1. 27-31 (1991)
• [Publications] 泉 浩司,中嶋 照幸,麻生 茂,西田 迪雄: "放物面による弱い衝撃波の収束過程の研究" 九州大学工学集報. 64. 579-585 (1991)
• [Publications] 岸下 晴亮,手島 光司,西田 迪雄: "軸対称放物面から反射する衝撃波の収束" 平成3年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 369-372 (1992)
• [Publications] 泉 浩司,麻生 茂,西田 迪雄: "反射衝撃波収束過程に及ぼす因子効果" 平成3年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 373-378 (1992)
• [Publications] 坂村 芳孝,西田 迪雄: "極超音速飛翔体に生じる強い衝撃波の離脱距離について" 平成3年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 451-454 (1992)
• [Publications] K.Takayama and O.Inoue: "Shock Wave diffraction over a 90 degree sharp corner" Shock Waves. No.4. 301-312 (1991)
• [Publications] 高橋 則之,澤田 恵介,井上 督: "衝撃波収束のシミュレ-ション" 平成3年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 379-382 (1992)
• [Publications] 内山 直樹,井上 督: "Adaptive Mesh Refinement法による非定常圧縮性流れの数値解析" 平成3年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 637-640 (1992)
• [Publications] 高橋 則之,澤田 恵介,井上 督: "Logーspiral型ダクト内の衝撃波収束" 第5回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 45-48 (1991)
• [Publications] 内山 直樹,井上 督: "Adaptive Mesh Refinement法による圧縮性流れの数値解析" 第5回数値流体力学のシンポジウム講演論文集. 455-458 (1991)
• [Publications] 澤田 恵介,井上 督: "領域分割時間進行法による高Re数流れの非定常解析" 第5回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 87-90 (1991)
• [Publications] K.Terao and H.G.Wagner: "Experimental study on spherically imploding detonation waves" Shock Waves. 1. 27-34 (1991)
• [Publications] K.Terao and Y.Motoyama: "Propagation Velocity of Detonation Waves in a High-Temperature Mixture" Proc.18th International Symposium on Shock Waves. (1992)
• [Publications] 寺尾 邦夫,石川 康弘,白石 浩樹,宮城 勢治: "収束衝撃波と燃焼の干渉" 平成3年度衝撃波シンポジウム,講演論文集. 575-580 (1992)