2020 Fiscal Year Annual Research Report
Novel blast simulator using gaseous detonation: significant improvement in reproducibility of blast wave phenomena
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18K13681
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
前田 慎市 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60709319)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 気体デトネーション / 爆風波 / 衝撃波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）デトネーション駆動部の出口形状を、前年度に用いた内径8 mmの円形状から断面5 mm×100 mmのスリット形状に変更し、試験部へ爆風を生成した。デトネーション駆動部の出口断面と爆風試験部の断面が異なるため、デトネーション駆動部の出口に直線的な拡大ノズルを設置することで迅速に平面状爆風波へ遷移させることを試みた。シュリーレン法を用いた可視化観測より、先頭衝撃波、ノズル出口で生じた反射衝撃波、およびデトネーション駆動部と爆風試験部を仕切るPET隔膜の飛来が観測された。可視化観測および圧力計測の結果より、スリット形状からデトネーションを入射することで、爆風試験部の側壁面で生じる反射衝撃波の影響を前年度と比べて格段に抑えることができた。
（２）デトネーション駆動部の爆風試験部と反対側に減衰部を設け、これら3つをそれぞれPET隔膜で仕切る形式の装置を構築し、減衰部の圧力を変化させることによって爆風波に特徴的な負圧領域を生成することを試みた。爆風波の圧力計測より、減衰部の有無、および減衰部の圧力は爆風波の正圧部における圧力波形に影響しないことが分かった。また、減衰部を真空引きした場合に、正圧部の後方に負圧領域が形成された。ただし、減衰部によって爆風波の後方で強制的に負圧まで膨張させているため、圧力は時間経過しても大気圧まで回復せず、大気圧以下のある圧力へ漸近した。
（３）新たに無隔膜の爆風試験部（150 mm×150 mmの矩形管）を製作し、デトネーション駆動部と爆風試験部の間に空圧バルブを設けることで隔膜無しでの作動を実現した。本研究で生成された平面状爆風波における最大過剰圧、持続時間、インパルスの爆風パラメータを評価し、過去に提案されている種々の実験式と比較することで、概ね典型的な爆風波の圧力波形を再現できていることを検証した。
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Research Products
(4 results)
