1995 Fiscal Year Annual Research Report
超高速航空宇宙推進用複合サイクルエンジンに関する総合研究
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06302061
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
難波 昌伸 九州大学, 工学部, 教授 (50037735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 伸彦 九州大学, 工学部, 助教授 (70166635)
長島 利夫 東京大学, 工学系研究科, 教授 (70114593)
塩谷 義 東京大学, 工学系研究科, 教授 (30013733)
竹野 忠夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90013672)
梶 昭次郎 東京大学, 工学系研究科, 教授 (80013704)
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| Keywords | 航空宇宙推進 / 極超音速推進 / 超音速推進 / 超高速通過流ファン / 超音速燃焼 / 超音速混合 / 乱流拡散火炎 / 高速破壊 |
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| Research Abstract |
新しい概念の超音速推進システム要素として位置づけられる超音速通過流ファンに関しては、翼列のフラッター限界を予測するCFD計算と二重線形理論計算の比較により、後者の有効範囲を検証した。また、NSコード数値シミュレーションにより始動の条件を把握した。2次元翼列の可視化実験により流れ場の状況を定性的に明らかにした。
スクラムジェットエンジンなどに関連する高速気流燃焼の問題では、作成した燃焼促進プラズマト-チが発生するプラズマ成分の分析を行った。超音速気流中への水素気体の垂直噴射モデルにおいて、化学活性種の反応励起連鎖を考慮した理論計算および実験から、プラズマによる超音速燃焼の初期着火促進効果を明らかにした。また、後ろ向きステップ壁の燃焼器モデルの超音速燃焼流の実験を行い、火炎上流衝撃波が保炎に有効であること、またミ-散乱法可視化による混合領域とOHの自発光像による反応領域との一致を確認した。排気公害問題に関連して、乱流拡散火炎からの窒素酸化物予測する新しい数値計算モデルを開発し、実験と良い対応を得た。
燃焼促進や騒音低減に関連する気流混合問題では、ローブドプレートによる縦渦型混合に関しては、混合濃度場、速度場及び渦度場の3次元構造を実験的に明らかにした。横断流との垂直噴出流との混合における渦の挙動と影響を理論的に解析した。また、不安定内部流問題として、翼列内衝撃波の不安定挙動を数値シミュレーションによって考察した。
構造材料の高速破壊問題に関しては、セラミックス被膜の熱応力による亀裂発生防止の手段として、表面形状を変化させて応力緩和を行わせる方法を提案し、その有効性を理論的に示した。
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[Publications] T. Hanada and M. Namba: "Mean Loading Effect on the Flutter of Supersonic Through-Flow Fan Blade" Unsteady Aerodynamics and Aeroelasticity of Turbomachines, Elsevier. 547-564 (1995)
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[Publications] H. Yamashita, et al.: "Prediction of NOx Emission Index of Turbulent Diffusion Flame" Modeling in Combustion Science, Springer-Verlag. 59-67 (1995)
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[Publications] S. Takahashi, et al.: "Effects of Precombustion Shock Supersonic Combustion with Mehtane-Hydrogen Mixed Fuel" Proc. 12th Int. Symp. Air Breathing Engines. 2. 1199-1208 (1995)
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[Publications] S. Obata and T. Nagashima: "Plasma Torch Operation Effect upon Initial Enhancement of Hydrogen Combustion in a 2D supersonic Mixing Layer" Proc. 12th Int. Symp. Air Breathing Engines. 2. 1174-1183 (1995)
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[Publications] K. Fujita and Y. Arakawa: "Anode Heat Loss and Current Distributions in a DC Arcjet" Journal of Propulsion and Power. 12. 120-126 (1996)
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[Publications] T. Shioya and K. Uenishi: "A Method of Thermal Stress Reduction in Oxidation-Protective Layers by Surface Geometry Modification" Proc. 1995 Yokohama Int. Gas Turbine Congress. 3. 93-100 (1995)
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[Publications] Y. Sugiyama: "Pressure Distributions Growing on and around an Exit Plane of a Jet Normal to a Cross Flow" Proc. 1995 Yokohama Int. Gas Turbine Congress. 2. 375-382 (1995)
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[Publications] 山崎伸彦、他2名: "超音速通過流ファン内の流れ解析" 日本機械学会論文集、B編. 62. (1995)
