1988 Fiscal Year Annual Research Report
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62460090
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| Research Institution | Faculty of Engineering, Hokkaido University |
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Principal Investigator |
粥川 尚之 北海道大学, 工学部, 教授 (50001780)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
及川 俊一 北海道大学, 工学部, 助手 (40152029)
青木 義明 北海道大学, 工学部, 助教授 (90001982)
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| Keywords | 弱電離プラズマ / 高速流れ / 乱流スペクトル / コルモゴロフスペクトル / 2次元乱流スペクトル / ゆらぎの非線形伝播 / 3次元解析 / 2次元2成分印加磁場 |
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| Research Abstract |
カリウムシード熱平衡弱電離プラズマの高速流を燃焼装置と衝撃波管装置において実現し、速度場、温度場、圧力場、ガス放射場、電流及び電気的ポテンシャル場を、それぞれ磁場なし、磁場ありの条件下で光学的、電気的に測定した。特に今年度は速度場測定のためのクロスドビームレーザー流速計を試作し、その有効性を検討した。
実験的な成果は以下である。先づ、衝撃波管装置で磁場中における誘導電場で測定された速度場の時間的空間的相関係数を解析し、これより反射衝撃波加熱で生成される短時間のプラズマにおいても統計的定常性がある事を確認し、周波数スペクトルと波数スペクトルの対比からテーラーの凍結乱流仮説がほぼ成立することを確認した。次に最大エントロピー法により速度スペクトル、並びにガス放射から推定した温度スペクトルを解析し、それら熱流力場のゆらぎは、低波数領域でコルモゴロフのK^<-5/3>波数依存性で特徴付けられる等方的3次元乱流スペクトルを、さらにそれらに続く高波数領域に等方的2次元乱流スペクトル、即ちK^<-3>スペクトルを持つ2つの階層構造を成す事を見出し、2次元スペクトルの生因が磁場にある事を示した。
さらに、定常動作の燃焼プラズマでも同様のスペクトル構造を得たがこの場合には磁場の影響をむしろプラズマチャネルの構造の影響が強い事が示された。
一方、非定常準一次元MHD方程式を数値解析し、チャネル内のゆらぎの伝播特性はゆらぎの発生履歴によって異なる場合がある事を示すと共に、相関法による高速流れ場の流速測定に有用な指針を与えた。さらに、乱流K-εをモデルに立脚しMMD発電チャネル内のプラズマの3次元解析を行ない、2次元2成分印加磁場のもとでMHD境界層が安定化される可能性を示した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Naoyuki,Kayukawa: Proceedings of The First KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference. 2. 241-246 (1988)
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[Publications] Shuniti,Oikawa: Proceedings of The First KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference. 2. 247-252 (1988)
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[Publications] Yoshiaki,Aoki: Proceedings for The 26th Symposium on Engineering Aspects of Magnetohydrodynamics. 1988. (6.2.1)
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[Publications] 沖中憲之: 電気学会新・省エネルギー研究会資料. ESC-88-26. 1-10 (1988)
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[Publications] 及川俊一: 電気学会新・省エネルギー研究会資料. ESC-88-26. 19-28 (1988)
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[Publications] 岡英一: 電気学会新・省エネルギー研究会資料. ESC-88-26. 29-37 (1988)
