2021 Fiscal Year Research-status Report
トワイマン・グリーン干渉計を用いた超小形超音速噴流の定量的可視化計測法の開発
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20K04290
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
仲尾 晋一郎 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (40331029)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 可視化 / 噴流 / 密度の定量化 / 衝撃波 / トワイマン・グリーン干渉計 / マッハ・ツェンダー干渉計 / 3次元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度よりのコロナの影響で実験については実施が遅れていたが，本年度はほぼ計画通りに実施できた．干渉計を用いて不足膨張状態にある矩形マイクロジェットについての実験を行い．現在のところ以下の結果が得られた．
(1) 昨年度，「トワイマン・グリーン干渉計で行う予定であった．様々な予備実験を通じて，明らかにマッハ・ツェンダー干渉計を用いたほうの精度が高いデータが得られることが分かった．よって，以後の実験はマッハ・ツェンダー干渉計で行うことにした．」と述べたが，本年度は実験手法等の改良により，トワイマン・グリーン干渉計でもほぼ同様な精度でデータが得られるようになった．よって，計画通りトワイマン・グリーン干渉計での実験を継続する．
(2) 今回の計測法では，矩形の一辺1mmの超小型ノズルにおいてもスリップラインを観察できる高い解像度があることが分かった．
(3) 昨年度，ノズル出口下流の圧縮領域のすぐ上流において噴流の中心軸に垂直な断面の等密度線が流れ方向に正方形から菱形断面に変化する現象を捉えたと述べたが，圧力比によっては菱型だけではなく，十字型にもなることが分かった．十字の噴流境界とスリップライン下流から発生する膨張波の影響を受け，著しく変化している．このことが原因で矩形噴流のショックセル構造と軸対称噴流のショックセル構造が大きく異なる原因だと推測される
(4) 高い圧力比と低い圧力比の違いは，第2ショックセルに顕著に現れることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記載のように，昨年度はコロナの影響で実験については実施が遅れていたが，本年度はほぼ計画通りに実施でき，大きな問題もなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実績の概要で「ノズル出口下流の圧縮領域のすぐ上流において噴流の中心軸に垂直な断面の等密度線が流れ方向に菱型だけではなく，十字型にもなることが分かった」と述べたが，この結果の再現実験を重点に行う．また，他の計測法でも同様な確認実験を行う．さらに，この現象が数値計算でも再現できるかどうかも検証する．
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| Causes of Carryover |
2021年度は順調に実験は実施できましたが，2020年度コロナの影響で実験に影響が出た．その影響で次年度使用額が生じた．2022年度は2021年度と同様に順調に計画が進むと予想され，計画通り使用予定です．
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