2008 Fiscal Year Annual Research Report
管内爆発の物理:安全評価のための実験的及び解析的研究
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20241040
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
松尾 亜紀子 Keio University, 理工学部, 教授 (70276418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠原 次郎 筑波大学, システム情報工学研究科, 准教授 (60312435)
三浦 啓晶 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (30513296)
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| Keywords | 衝撃波 / 爆発 / 燃焼 / 火災 / 自然災害 |
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| Research Abstract |
平成20年度は,以下の内容を実施した.
■フェーズ1:曲がり管内の曲がり部における衝撃波/爆轟波の伝播過程の解明
施設内の配管は直管部が主であるが必ず曲がり部を有している.そしてそのことが配管内における爆発発生時において多大なる圧力負荷をかけることとなり配管破断に陥り,施設に多大なる被害を及ぼすこととなる.フェーズ1では,曲がり部を通過する衝撃波/爆轟波の様子を観察するとともに,数値的再現によりその詳細過程について明らかにした。
◎実験的観察事項:曲がり管内の曲がり部における衝撃波/爆轟波の伝播過程の実験的解明のため、任意曲率半径・管幅を設定できる曲がり管観測装置を設計・製作した。また、高速度カメラ(島津製作所HPV-1)を新規購入し、シャドウグラフ光学系を用いて高空間時間分解能で、曲がり管内の爆轟波の伝播過程の可視化に成功した。爆轟波の曲がり部での回折、再開始過程を可視化し、曲がり部の曲率が無限大から有限曲率へ変化したり、爆轟波の代表長さであるサイズが変化した場合の現象の分類を行った。
◎解析的観察事項:1段階反応モデルを扱う解析コードを用いた曲がり管内の曲がり部における衝撃波/爆轟波の伝播過程の解析を行った。曲率半径や爆轟波中の三重点を変化させて、壁面にかかるピーク圧力及びインパルスの評価を行った。三重点の位置及び伝播方向によって曲がり部通過後の三重点の消失が観察されることが分かった。また、曲率が大きくなるほどピーク及びインパルスは減る傾向が示され、一定の値になることがしめされた。
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