1999 Fiscal Year Annual Research Report
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09355034
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
孫 明宇 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (00311556)
斎藤 務 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00302224)
佐宗 章弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (40215752)
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| Keywords | 極超音速流れ / 光学可視化 / ノズル流れ / 非構造格子差分法 / ホログラフィー干渉計 / 非球面レンズ / デトネーション波 / 衝撃波管 |
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| Research Abstract |
極超音速流れの研究は、我が国の宇宙開発計画の基礎を支え、HOPE-Xあるいは日本の有人スペースシャトル計画を推進するデーターベースとなる。特に、宇宙船が大気圏に再突入するときの熱防御法の精密設計には、現有の衝撃波管を改良して、大気圏再突入状態を模擬できる装置を完成することが必須である。
3年度にわたって、極超音速衝撃波管の開発に関する実験研究を実施して、得たる結果を要約すれば:
(1)断面100mmx180mm衝撃波管の高圧部をデトネーション駆動方式に変更した。また、無隔膜方式を採用してその特性を実験的に数値解析的に明らかにした。
(2)デトネーション試験槽を用いて、化学量論比の酸素水素混合気、初気圧10から100kPa、の中でアジ化銀ペレット1から10mgをレーザー起爆して、爆燃波で駆動される衝撃波がデトネーション波に遷移する過程をホログラフィー干渉計法で観察した。その結果、デトネーション波の遷移現象に有効な知見を得た。
(3)二次元および軸対称ノズルについて、ノズル始動過程を実験的にまた数値解析的に明らかにした。特に軸対称ノズルでは、平行光線を用いる定量的可視化を行うために非球面形状のノズルを作製して、従来に計測法の不備を改善した。(4)定量的な実験結果との対比を目的に、高精度数値解法の開発を行い、非構造格子を用いる三次元非定常流れの差分解法を確立した。
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[Publications] 高山和喜: "ホログラフィー干渉計を用いる高速現象の可視化"19・75. 287-294 (1999)
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[Publications] 是本健介、橋本時忠、高山和喜: "圧縮管内のピストン挙動に関する研究"平成10年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 105-108 (1999)
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[Publications] 小松 真、澤田恵介、高山和喜: "球状デトネーション波の伝播と発生に関する実験的研究"東北大学流体科学研究所報告. 10. 131-145 (1999)
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[Publications] M.Sun,K.Takayama: "Conservative Smoothing on an Adaptive Quadrilateral Grid"Journal of Computational Physics. 150. 1-38 (1999)
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[Publications] 是本健介、橋本時忠、高山和喜、伊藤勝宏: "速度干渉計の開発とその自由ピストン衝撃波管の圧縮管内のピストン運動の計測への応用に関する研究"日本機会学会論文集(B編). 65・638. 58-68 (1999)
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[Publications] T.Saito,E.V.Timofeev,M.Sun,K.Takayama: "Numerical and experimental study of 2-D nozzle starting process"Proc. Of 22nd Int. Symp. On Shock Waves. (Paper No.4090).
