超音速流れ場で発生した先端渦の斜め衝撃波通過による崩壊の非定常挙動に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650214
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kitakyushu National College of Technology
• Principal Investigator: 樫村 秀男 北九州工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (00044397)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安信 強 北九州工業高等専門学校, 制御情報工学科, 講師 (70239771)
• Keywords: 圧縮性流れ / 衝撃波 / 回折 / 渦 / 非定常流れ

Research Abstract

衝撃波がコーナーを回折しながら伝藩するときの流れを教値解析し,コーナーの近くで流れの剥離により生じたせん断層が二次衝撃波を通過することによって引さ起こす,渦の現象を明らかにした.数値計算は二次元の非定常圧縮性流れの基礎方程式を用いてTVD法により行った,得られた知見を要約すると以下の通りである.
1.渦中心部の圧力は,入射衝撃波のマッハ数が大きいほど抵く,また時間の経過とともに滅少する.
2.計算の範囲内では渦は等速度で移勤し,その速度は入射衝撃波のマッハ数が増加するほど大きい.
3.コーナーの頂点と渦中心部とのなす角度は,入射衝撃波のマッハ教と時間にあまり依存せずに,ほぼ一定である.
4.コーナーの頂点とせん断面のなす角度は入射衝撃波のマッハ数の増加とともに大きくなり,従来の実験結果をうまく説明できた.
5.入射衡撃波背後の流れが亜音速であるMs<2.07(Msは入射衝撃波のマッハ数)の範囲においてもMsが1.4以上であればコーナーの前方に二次衝撃波が観測され,この二次衝撃波と渦との干渉によりせん面の上面に二次衝撃波の反射波,渦の内部に新たな複雑な衝撃波のシステムが形成されることが数値計算により示された.
次年度以降の研究では,超音速流れの内部で発生した渦とくさび面上で発生した定在する斜め衝撃波の千渉に着目し,光学的な可視化実験から,その非定常挙動を明らかにすることを計画している.

Research Products

• [Publications] 樫村秀男, 安信強: "伝播する回折衝撃波背後の流れ" 日本航空宇宙学会西部支部講演論文集. 44-47 (1997)
• [Publications] 樫村秀男: "伝播する回折衝撃波背後の流れにおける渦形成" 北九州工業高等専門学校研究報告. 31号. 55-60 (1998)