1997 Fiscal Year Annual Research Report
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08405063
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
麻生 茂 九州大学, 工学部, 助教授 (40150495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 迪雄 九州大学, 工学部, 教授 (10025968)
辛島 桂一 西日本工業大学, 工学部, 教授 (80013639)
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| Keywords | 衝撃波 / 自励振動 / 超音速流 / 空力加熱 / 非定常流 / 干渉場 / 非平衡 / 超音速混合流 |
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| Research Abstract |
今年度は超音速流における衝撃波の自励振動現象の解明にむけて大きく分けて5つのサブテーマについて平行して研究を行った。第一に、超音速流干渉場における衝撃波と乱流境界層干渉場における衝撃波の自励振動現象の可視化について実験を積み重ね、マッハ数を種々変えることによって衝撃波の自励振動がどのように変化するかを調べた。その結果、マッハ数による違いはほとんどないことが明かとなった。しかしながら、このような自励振動がいかなる理由で発生するのかについては、まだその原因を特定するまでには至らなかった。また、新しい可視化法として衝撃波-乱流境界層干渉流れ場の詳細な構造を明らかにするための蛍光測定システム(LIF)を導入し、流れ場の定量的測定法の開発を試みた。第二に、超音速流中にジェットを逆噴射した場合に生じる衝撃波の自励振動について数値計算を引き続き実施した。行い、軸対称ナビエ・ストーク方程式を数値的に解いた計算結果は定性的に実験結果を非常によい一致を見ており、そこで得られた衝撃波の自励振動を実験でも捉えることができるのかについて検証実験は来年度前半に実験を計画している。第三に、熱的化学的非平衡現象を伴う衝撃波による非定常空力加熱現象について数値計算を行い、高温化学反応の衝撃波誘起空力加熱現象に及ぼす影響について知見を得た。第四に、超音速流に噴出した二次流による混合流れ場について実験的並びに数値的研究を行い、衝撃波の介在が混合にいかに有効に作用するかを明らかにした。この際、新しい試みとして二次噴射ジェットに衝撃波を入射させそのジェットがいかに広がるかを可視化及び質量分析により明らかにした。第五に、衝撃波と渦輪の干渉、並びに衝撃波と境界層との干渉について実験と数値計算の両方により研究を行い知見を得た。
以上、今年度の研究課題は当初計画していた内容をほぼ達成できたが、また研究の過程で新たな知見、現象が見いだされ実りあるものであった。来年度は本研究の最終年度にあたるで今年度の成果をふまえ、さらに新しい事実の発見に向けて研究を推進している所存である。
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[Publications] M.Hirakawa,S.Aso,M.Nishida and M.Matsumo: "Arc-Heated Wind Tunnel Experiments" Proc.2nd Asian-Pacific Conf. On Aerospace Technology and Science,held at Dun Huang,China,on Septembe,1997. 125-130 (1997)
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[Publications] 山根善行、安藤安則、麻生 茂、坂田公夫: "円孔噴射による三次元超音速混合流の数値計算" 日本数値流体力学会誌. 5. 62-65 (1997)
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[Publications] 松本 彰、麻生 茂: "高温効果を考慮した衝撃波/境界層干渉場の数値計算" 九州大学工学集報. 70. 637-642 (1997)
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[Publications] 山根善行、麻生 茂、徳永晃一、海井和幸、安藤安則、坂田公夫: "ランプ型インジェクターによる超音速混合流の実験的及び数値的研究" 平成8年度衝撃波シンポジウム講演集. 403-406 (1997)
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[Publications] 麻生 茂、海井和幸、松本 彰、藤原俊隆、林 正徳: "強い衝撃波の反射過程において生じる化学反応流の数値計算" 平成8年度衝撃波シンポジウム講演集. 511-514 (1997)
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[Publications] 麻生 茂、平川 誠、市毛敬介、西田迪雄、武石賢一郎、松浦正昭: "アーク加熱風洞の熱特性試験" 第29回流体力学講演会講演論文集. 25-28 (1997)
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[Publications] 麻生 茂、海井和幸、藤原俊隆: "熱化学非平衡を仮定した衝撃波反射の数値計算" 第29回流体力学講演会講演論文集. 213-216 (1997)
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[Publications] 松本 彰、麻生 茂: "高温効果を考慮した衝撃波/境界層干渉場の数値計算" 第29回流体力学講演会講演論文集. 217-220 (1997)
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[Publications] 神下 理、麻生 茂、辛島桂一、佐藤 清: "アロ-翼のLateral Blowingによる空力特性の改善" 第29回流体力学講演会講演論文集. 273-276 (1997)
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[Publications] 神下 理、麻生 茂、辛島桂一、佐藤 清: "遷音速及び超音速域におけるLateral Blowingによる改良アロ-翼の空力特性の改善に関する実験的研究" 日本航空宇宙学会西部支部講演会(1997)講演集. 68-71 (1997)
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[Publications] 麻生 茂、海井和幸、藤原俊隆、林 正徳: "強い衝撃波の反射過程の熱化学非平衡計算" 第11回 数値流体力学シンポジウム講演論文集. 75-76 (1997)
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[Publications] 麻生 茂、松本 彰、藤原俊隆: "高温効果を伴う衝撃波誘起空力加熱現象の数値計算" 惑星探査への気体力学の先端的応用シンポジウム発表論文集. 125-128 (1998)
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[Publications] M.Nishida and M.Matsumoto: "Thermochemical Nonequilibrium in Rapidly Expanding Flows of High-Temperature Air" Zeitschrift fuer Naturforschung. 52a. 358-368 (1997)
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[Publications] T.Minota,M.Nishida and M.G.Lee: "Shock Formation by Compressible Vortex Ring Impinging on a Wall." Fluid Dynamics Research. 21. 139-157 (1997)
