2007 Fiscal Year Annual Research Report
超音速流中の垂直噴射噴流と多孔キャビィティの干渉に関する研究
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17560157
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
屋我 実 University of the Ryukyus, 工学部, 教授 (60220117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
親川 兼勇 琉球大学, 工学部, 教授 (30045017)
瀬名波 出 琉球大学, 工学部, 准教授 (70253945)
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| Keywords | 超音速流れ / 衝撃波 / 混合促進 / 多孔キャビティ / 噴流 |
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| Research Abstract |
本研究は,超音速で流れる主流に対し,何らかの物質を注入し混合を促進させることを目的として,考案された装置の詳細な研究である.まず主流に対し垂直に噴射する際に噴射位置近傍を多孔壁とし,さらにその外側にキャビティを設置することで,へさき衝撃波近傍で多孔壁を通してキャビティ内を循環する流れが発生させる.これが主流内のはく離を低減し,キャビティ内における混合の促進につながると考えられる.ただしこのような複雑な流れ場は多くの要因が影響するため,高速度ビデオを用いた光学観察や詳細な圧力測定,さらに,3次元圧縮性Navier-Stokes方程式を解いた数値シミュレーションにより調べた.実験および計算条件として噴流を多孔壁上から噴射する場合と多孔壁から離れた位置で噴射するためのロッドを突き出す場合を設定し,ロッド,噴流,多孔壁およびへさき衝撃波の干渉の様子を調べた.このような実験および計算結果より,ロッドおよび噴流を多孔壁中央に設置した場合は,発生するへさき衝撃波により圧力差ができ,循環流れが発生することが明らかとなった.また複数のロッドおよび噴流をスパン方向に設置した場合はへさき衝撃波前後の圧力差が単一の場合よりも増加し,強い循環流れが発生することもわかった.このような研究成果は混合促進を前提とした装置の設計において極めて有効な指針を提供するものである.また本研究の計算において,多孔壁を通した流れの評価に用いたDoeffer-Bohningモデルも妥当であることが分かった.
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