1994 Fiscal Year Annual Research Report
流路内の圧縮性乱流境界層と多数の衝撃波の干渉現象の解明
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06650186
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
杉山 弘 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70002938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 隆景 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10175945)
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| Keywords | 圧縮性流れ / 超音速流 / 衝撃波 / 境界層 / 衝撃波と境界層の干渉 / 擬似衝撃波 / 乱流 |
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| Research Abstract |
流路内の圧縮性乱流路境界層と多数の衝撃波の干渉現象(擬似衝撃波となる)の詳細を,平成6年度科研費補助金で購入した閃光時間の極めて短いスパーク光源(20ns)を用いた流れの可視化法と,二次元レーザドップラ流速計(LDV)を用いた流速測定(平均速度及び変動速度測定)により,明らかにした.研究成果を要約すると,次のようになる.
1.断面50×50mmの正方形断面をもつ直管路内のX/D=8.0(Xは流路入り口からの距離,Dは管幅,一様流マッハ数1.8,流れの境界制限0.3)に発生させた多数の衝撃波と圧縮性乱流境界層の干渉の様相を,ナノスパーク光源とシュリーレン法により詳細に観察し,明らかにした.具体的には,擬似衝撃波内の圧縮性乱流境界層の乱れの様相,組織構造などを観察した.
2.擬似衝撃波内の乱流特性を二次元LDVを用いて詳細に測定した.その結果,(1)流れ方向の乱れ強さは,先頭衝撃波後枝付近で増加し,先頭衝撃波と第二衝撃波の間で減少すること,(2)レイノルズ応力は分枝した先頭衝撃波により増加すること,レイノルズ応力のピーク値は先頭衝撃波前枝の位置から下流にいくにつれ壁面から離れること,(3)乱れ運動エネルギkは,流路中心線に沿って,kは小さいが,先頭衝撃波によって僅かに上昇すること,境界層内ではkは各衝撃波背後で増加し,各衝撃波間の再加速領域で減少すること,などを明らかにした.
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[Publications] 新井隆景: "後ろ向きステップの下流で再付着する超音速流境界層の乱流特性" 日本機械学会論文集(B編). 60. 3830-3835 (1994)
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[Publications] 本郷智: "流路内の圧縮性乱流境界層と多数の衝撃波の干渉(LDVによる乱流特性の測定)" 日本機械学会第72期全国大会講演論文集No.940-30. Vol.II. 71-73 (1994)
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[Publications] 杉山弘: "流路内の多数の衝撃波と圧縮性乱流境界層の干渉に関する研究" 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集No.940-53. 161-162 (1994)
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[Publications] 杉山弘: "擬似衝撃波内の乱流現象" 平成6年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 77-80 (1995)
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[Publications] 新井隆景: "多数の衝撃波と干渉する圧縮性乱流境界層のLDV測定" 日本航空宇宙学会第35回航空原動機・宇宙推進講演会. 164-169 (1995)
