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2008 Fiscal Year Annual Research Report

擬似衝撃波による混合促進機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20360081
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

升谷 五郎  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (20271869)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 滝田 謙一  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80282101)
河内 俊憲  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40415922)
Keywords圧縮・非圧縮流 / 擬似衝撃波
Research Abstract

擬似衝撃波(PSW)内の粒子画像速度計測(PIV)を効率良く行うため, ステレオPIVの機種選定をし導入した。現在, 精度良い3次元速度測定の習熟を進めつつある。これと並行して, 既存PIVでPSWを伴う噴射流れ場の速度分布を測定し, PSW先頭位置により噴射孔直前の主流動圧が-複雑に変化することを見出した。また, PIVデータ補正にPLIFで求めた密度分布を用いれば, トレーサの追随遅れが大きい場合にも適用できることを示した。さらに, 速度変動相関を求める際の, 誤ベクトル判定法を検討した。PSWを定在させるため, 出口圧をPI制御する装置を作成し, 安定な状態で流れ場の計測可能な時間を延長できるようにした。
噴射気体の混合について, Mie散乱法と出口断面での試料気体をガスクロマトグラフ(GC)で分析した結果を比較した。その結果, Mie散乱法はトレーサの追随遅れにより噴流の定性的挙動は示すものの, 噴射方向への貫通を過大評価し, 幅方向への広がりを過小評価することが分った。PLIFについては, PSWを伴わない流れを対象として手法の高度化に努めた。一般化蛍光比法がGCの結果と非常に良く一致する平均モル分率分布を与えると同時に, 平均密度分布も与えることを示した。多数の瞬間PLIF画像から, 噴流濃度変動の空間2点相関を計算して, 噴流外縁に大規模構造が存在することを示し, その形状や挙動を明らかにした。
数値解析では, 出目境界条件を圧力指定とすることにより, 擬似衝撃波を計算領域内に固定できることを見出した。この条件で得られた計算結果は, 壁圧分布等が実験値と良く一致しており, 今後内部の流れ構造と混合促進について実験と比較検討できるようになった。

  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Measurement of Supersonic Injection Flowfield Using Acetone PLIF2009

    • Author(s)
      H. Takahashi, M. Hirota, H. Oso, G. Masuya
    • Journal Title

      Transaction of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences 51

      Pages: 252-259

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative Imaging of Injectant Mole Fraction and Density in Supersonic Mixing2008

    • Author(s)
      H. Takahashi, S. Ikegami, H. Oso, G. Masuya, M. Hirota
    • Journal Title

      AIAA Journal 46

      Pages: 2935-2943

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超音速流れ場における速度変動量のPIV測定2009

    • Author(s)
      田村武
    • Organizer
      日本航空宇宙学会北部支部2009年講演会ならびに第10回再使用型宇宙輸送系シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-03-11
  • [Presentation] 擬似衝撃波による燃料混合メカニズムの研究2009

    • Author(s)
      崔柄一
    • Organizer
      日本航空宇宙学会北部支部2009年講演会ならびに第10回再使用型宇宙輸送系シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-03-11
  • [Presentation] PLIF密度計測値を使用したPIV速度データの高精度補正と空間圧力場推算2009

    • Author(s)
      小池俊輔
    • Organizer
      日本航空宇宙学会北部支部2009年講演会ならびに第10回再使用型宇宙輸送系シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-03-11
  • [Presentation] Scalar Spatial Correlations in a Supersonic Mixing Flowfield2009

    • Author(s)
      H. Takahashi
    • Organizer
      47th AIAA Aerospace Science Meeting
    • Place of Presentation
      Orlando, FL, USA
    • Year and Date
      2009-01-05
  • [Presentation] Mechanism of Mixing Enhanced by Pseudo-hock Wave2009

    • Author(s)
      H. Yamauchi
    • Organizer
      47th AIAA Aerospace Science Meeting
    • Place of Presentation
      Orlando, FL, USA
    • Year and Date
      2009-01-05
  • [Presentation] Influence of Drag Coefficients and Velocity Fluctuation on PIV Correction Method2009

    • Author(s)
      S. Koike
    • Organizer
      47th AIAA Aerospace Science Meeting
    • Place of Presentation
      Orlando, FL, USA
    • Year and Date
      2009-01-05
  • [Presentation] プラズマ着火における衝撃波形成過程の数値解析2008

    • Author(s)
      渡部潤也, 滝田謙一, 升谷五郎
    • Organizer
      第46回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-12-04
  • [Presentation] Spatial Correlations of Concentration Fluctuations in a Supersonic Mixing Flowfield2008

    • Author(s)
      H. Takahashi
    • Organizer
      Fifth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2008-11-19
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.scramjet.mech.tohoku.ac.jp/lab/index.htm

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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