| 研究課題/領域番号 |
08555045
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
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| 研究分担者 |
橋詰 隆亜 中国化茶(株), 技術開発部長
姜 宗林 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (50261467)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
1997年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1996年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
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| キーワード | 高速液体ジェット / ノイマン効果 / 衝撃波 / 数値シミュレーション / 火薬銃 / 二段式軽ガス銃 / 高速衝突 |
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| 研究概要 |
高速液体ジェットはディーゼル機関の燃料噴射あるいはウォータージェットカッテングなどの実用に供されているが、その速度範囲は1Km/sにとどまる。また、高速ウォータージェットの発生技術は未開発で、高速ジェットの性質はよく理解されているとは言い難い。過去に本研究補代表者は一段ガス銃を用いて約1-2Km/sの平頭円筒を液体溜まりの衝突させ、収縮ノズルを介して3-4Km/sの液体ジェットを発生しているが、ノズルは再使用できず、また、その設計は非常に微妙で実用性を欠き、この計画は試行の段階を超えない。本研究は成形爆薬の爆轟で爆薬内の平面衝撃波と傾斜ないし凹面の界面との干渉の結果、成形爆薬の中心軸に沿って高速ジェットを発生する。この現象はノイマン効果と呼ばれる。この現象の理解に着想を得て、逆円錐形状の液体溜に高速ピストンを衝突させて、非常に簡単に高速水ジェットを発生させる装置を試作することを目指し、数値シミュレーションによってこのことを検証し、さらに設計の指針を確立することを目標とする。得られた結果は、
1)数値シミュレーションによって水ジェットはピストン速度の50%となることを明らかにした。2)このとき、逆円錐の半頂角は約22度で、ジェット速度3-6km/sとなった。3)口径15mmの火薬銃を製作して、火薬量0.5-1.5グラムに対して0.6-1.5km/sの出口速度を得た。4)液体ジェットの飛行過程と液滴の微粒化をホログラフィー干渉計法によって観察した。5)高速液滴の飛翔と固体面に衝突する過程を明らかにし、6Km/sを超える水ジェットの発生は技術的に容易なことを明らかにした。
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