2006 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギー物質の非理想爆ごうモデルの確立と爆発リスク解析システムへの展開
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18310112
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
三宅 淳巳 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60174140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 輝繁 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (50017935)
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| Keywords | エネルギー物質 / 非理想爆轟 / 爆発リスク |
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| Research Abstract |
本研究においては,エネルギー物質への衝撃エネルギーの付与による反応開始から,反応進行,定常爆轟に至る超高速のプロセスを,高分解能ピエゾ抵抗圧力素子を利用した計測システムにより実時間計測を行い,計測結果の現象解析と超高速度カメラおよび高速度ビデオ撮影による凍結画像により確認し、それらを基に極限反応の機構に関する分子論的解釈とモデルの確立を試みる。その上でリスクアセスメントシステムへの導入を図り,その検証を行う。初年度にあたる平成18年度は,以下の項目について実施した。
(1)衝撃起爆過程の追跡
典型的な非理想爆轟挙動を呈する産業爆薬として,硝安油剤爆薬(ANFO)および近い将来機能性爆発性混合組成物としての期待が高まる硝安/燃料混合物を試料とし,起爆薬による点起爆と衝撃波レンズを用いた平面衝撃起爆を行い,エネルギー入射から起爆に至るまでの試料内圧力履歴および,衝撃波通過時間の実時間計測システムの開発を行った。
(2)定常爆轟波中の圧力履歴の計測
ナノ秒オーダーでの計測が可能なマンガニンおよびPVDF圧力センサーにより,定常爆轟伝播中の爆轟波面の圧力履歴を計測し,同時に実施する超高速度カメラによる爆轟波面の曲率に関する情報から,爆轟パラメータと反応率との相関について考察した。一方,爆発威力に関しては,爆轟パラメータである爆轟速度,ピーク圧力の直接的計測から,爆轟の非理想性を表現する「γ値」を決定し,1次元爆轟を仮定した理想爆轟計算結果との比較により,反応率を算出することを試みる。理想爆轟計算には,KHTコードおよびCHEETAHコードを用い,爆轟生成ガスの状態方程式の相違についても検討した。さらに,推定された爆轟波面での反応率を基に爆轟パラメータを算出して実験値との比較を行うことにより,その妥当性について検討を行った。
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