2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14350505
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新岡 嵩 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (90208108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花井 宏尚 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (30312664)
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30170343)
升谷 五郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20271869)
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| Keywords | 衝撃波 / 超音速燃焼 / スクラムジェット / 水素噴流 |
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| Research Abstract |
本研究は、低飛行マッハ数におけるスクラムジェット燃焼器での燃焼と衝撃波の干渉に関する現象の解明を行うため、代表的な系として壁面からの水素燃料の垂直噴射場に衝撃波を入射させた系を取上げ、実験と数値計算の両面から保炎性能に関する基礎研究を行った。
1 燃料噴射スリットの上流側に衝撃波を入射した場合、剥離衝撃波の発生位置が上流側に移動し、剥離域が拡大した。これにより、主流全温740Kにおいても保炎することができた。低い主流全温・噴射全圧において、特別な保炎器を用いなくとも予燃焼と衝撃波のみで保炎できることを実験的に示した。
2 燃焼数値解析に要求される少メモリ、低演算量、高安定性を満たす数値解析法として、LU-SGS法を改良した。並列化不可能なアルゴリズムであるLU-SGS法を領域分割法で仮想的に並列化し、高い実行性能を得た。
3 数値計算結果から、当量比が小さく噴射温度が高い場合は下流側剥離域に衝撃波を入射した方が燃焼反応は促進された。ほとんどの水素が下流側剥離域に流れて滞留し、反応するためである。このことを実験結果と比較すると、衝撃波発生板を用いない場合よりも低い当量比において保炎性能が高いことと一致する。しかしながら、上流側剥離域への水素の乱流拡散が十分に解析できなかったため、衝撃波をこの領域に入射した場合の保炎を数値計算で再現することはできなかったが、そのほかの数値計算結果は概ね実験結果を立証することができる。
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Research Products
(1 results)
