研究課題
基盤研究(A)
1.流動衝撃波管装置においては超流動ヘリウム中に良好な圧縮衝撃波及び熱衝撃波を生じさせることが出来る。圧縮衝撃波中では圧縮に際しての負の温度変動が起こる、熱衝撃波はヒータのパルス的加熱によっては発生出来ないような強いものが発生できる、ことが確認された。2.超高速ビデオによる界面降下の可視化により、衝撃波背後領域の一様流速度が求められ、そこには超高レイノルズ数流れが実現されていることが分かり、本装置がその領域における実験装置としても利用可能であること、つまり超流動風洞の代替となる可能性が示唆された。3.圧縮衝撃波の波頭部分の圧縮状態は、衝撃波入射前の平衡液体ヘリウム状態がλ点から十分に離れている場合には、ほぼ初期状態からの等エントロピ変化に従う。平衡状態がλ点に近いと、これから大きく外れ、対応した余分なエントロピ生成が起こることが明らかになった。その量は、λ線に近づくにつれて大きくなり、またλ線を横切る状態におけるエントロピ生成量は、そこでの温度とλ点温度(2.172K)との差にほぼ比例することも確認された。4.上記の余分なエントロピ生成の原因を探るために行われた、高解像度の高速可視化写真撮影では、圧縮衝撃波の背後に大きな密度揺らぎが誘起され、それがλ線を横切る場合に増長されていることが確かめられた。5.衝撃波圧縮によるHe IIの固体化実験に向けた耐圧/安全性の向上のための装置改良が成功裡になされ、固体化実験に向けた予備試験を進めている。
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