空気中の強い衝撃波に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61420021
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 本間 弘樹 千葉大学, 工学部, 教授 (90009233)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西川 進栄 千葉大学, 工学部, 教授 (80009753) ; 大川 澄雄 千葉大学, 工学部, 教授 (50009247)
• Keywords: 衝撃波 / 衝撃波管 / 熱放射 / 数値流体力学 / 画像処理

Research Abstract

1.空気中の強い衝撃波に関する実験:
(1)イメージ・コンバータ・カメラのストリーク機能を用いて空気および窒素中の強い衝撃波背後の発光の2次元画像を撮影することができた。また、その画像処理によって、発光強度の2次元的な分布を明らかにすることができた。(1)0.1Torrの空気中の速度約10km/sの衝撃波では、管壁の近くを除き、発光強度は準1次元的であった。
(2)衝撃波の不安定現象および非平衡反応に基づくと思われる不規則な発光分布が観測された。その原因の探求は今後の課題である。
(2)分光器にイメージ・インテンシアァィアを取付け、画像処理装置に入力することにより、発光の時間積分スペクトル像を得ることができた。窒素原子スペクトル、Na、Caなどの不純物の輝線スペクトルを確認した。時間分解スペクトルは、発光強度不足のため記録することが出来なかった。これは今後の課題である。
(3)マイクロ波測定:得られるマイクロ波信号とプラズマ物理量との相互関係について基礎的な解析がなされた。今後、実測データとの対応を進めて行く予定である。
(4)電子ビーム計測:電子ビーム装置の設計製作がなされた。予備実験を来年度早々に実施する予定でいる。
2.強い衝撃波背後の流れに関する数値解析。
2次元ナビエ・ストークス式をFCT法により解いて、強い衝撃波の管壁境界層による波面の曲り方についての結果を得た。また、BGKタイプのボルツマン方程式を差分法により解き、同じく、管壁境界層の効果を分子論的な立場から求めることができた。反応過程の導入が今後の課題である。

Research Products

• [Publications] 本間弘樹,吉田博夫,池上鋭,塚本明: 千葉大学工学部研究報告. 39. 11-17 (1988)
• [Publications] H.HONMA;A.TSUKAMOTO;D.Q.XU: PYOC.SOVIET-JAPAN SYMP.ON COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS,SEP.1988. (1989)
• [Publications] H.HONMA;A.TSUKAMOTO;T.OHNO;T.TANAKA: ISAS(INSTITVTE OF SPACE AND ASTRO-NAVTICALSCIENCES)SP NO.7. 7. 15-25 (1988)
• [Publications] H.HONMA;H.IIZUKA: PYOC.COMPUTAIONAL AND EXPERIMENTAL APPROACHES TO A HYPERSONIC FLOW. (1989)
• [Publications] 本間弘樹: ワークショップ「極超音速流れと化学反応」. (1989)