2016 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental demonstration of unsteady detatched shock wave and theory development toward its active control
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26420099
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大西 直文 東北大学, 工学研究科, 教授 (20333859)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 清伸 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (80536748)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 衝撃波 / 流体不安定性 / 低比熱比気体 / 弾道飛行装置 / 数値流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題で対象としている弧状衝撃波不安定性は，高マッハ数，低比熱比，さらに角を持つ鈍頭物体前方に現れることが，これまでの研究や，本課題の取り組みでわかってきている．しかし，不安定性の臨界条件を理論的に求めた例はなく，本課題によって三次元数値シミュレーションで示されたのみである．ところが，衝撃波を含む数値シミュレーションでは，数値的な不安定性も現れることが知られており，弾道飛行装置を用いた実験により臨界条件を確認しながら，その発生メカニズムについて考察することを目的としている．当該年度は，昨年度に引き続き弾道飛行装置によって実験条件を変えながら，これまでの数値計算による研究で得られた離脱衝撃波不安定性の臨界条件を確認する実験を行なった．特に高マッハ数領域における臨界条件を調べようと試みたが，実験装置の調整が十分でなく，目標とした領域の調査を完了することができなかった．しかし，比較的低いマッハ数では，依然として数値計算で得られた不安定臨界条件を支持する結果を得ることができた．一方で，実験と同条件の二次元数値シミュレーションでは不安定性を確認することができなかったため，不安定性には三次元的効果が影響している可能性が高いことがわかった．同時に，極超音速中の境界層遷移過程を調べる全体安定性解析を動的モード分解によって行い，不安定モードとして広く知られている二次モードと思われる構造を抽出することができた．予測される不安定モードが抽出できるということは，弧状衝撃波に適用することで未知の不安定モードを抽出することも可能である．実際，数値計算によって，角より下流の境界層の発展が上流の不安定性に影響している可能性がわかってきており，不安定モード解析による今後の研究の発展が期待できる成果が得られた．
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Research Products
(3 results)
