| 研究課題/領域番号 |
14550169
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
樫村 秀男 北九州工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00044397)
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| 研究分担者 |
安信 強 北九州工業高等専門学校, その他部局等, 助教授 (70239771)
田上 宗男 北九州工業高等専門学校, 制御情報工学科, 助手 (60321519)
久池井 茂 北九州工業高等専門学校, 制御情報工学科, 講師 (50300653)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2004年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | 超音速噴流 / 衝突噴流 / 衝撃波 / マッハディスク / プレート衝撃波 / セパレーションバブル / 再循環流れ |
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| 研究概要 |
TVD法を用いた数値計算および流れの可視化および壁面温度の直接計測の実験を行い、これらの結果から壁面温度ピークの形成メカニズムについて考察した。次に、表面性状の変化によって誘起される圧力波の構造を制御することについて検討を加えた。得られた結果を要約すると以下のとおりである。
(1)セパレーションバブルの形成により流れ場の速度は複雑に変化し、よどみ点の位置と個数も変化する。
(2)セパレーションバブルの有無により平板上の圧力分布に変化を生じ、セパレーションバブルの形成時には局所的な圧力ピークが発生する。圧力ピークの形成位置は、平板までの無次元距離と圧力比により変化する。
(3)平板との干渉によって噴流中のマッハディスクの形成位置は自由噴流の場合よりも上流側に移動し、直径は拡大する。また、マッハディスク直後の圧力は自由噴流の場合よりも増加する。
(4)平板上の温度と圧力の最大値は平板と噴流中心軸との交点付近で発生する。また、セパレーションバブルの形成により局所的な第2の温度および圧力ピークが発生する。これらの局所的なピークの形成位置とピーク値は自励振動の発生によって変化する。
(5)平板と噴流中心軸との交点における時間平均圧力は圧力比と平板の設置位置の増加に対して減少し、圧力比に対しては一定値に漸近する傾向を示す。
(6)上部および下部波尾衝撃波と傾斜壁との干渉点付近において、境界層の隆起が観測された。これは干渉点付近の流れの速度が大きく変化するために、プレート衝撃波と傾斜壁との問の再循環領域であるセパレーションバブルが発生したためであると考えられる。
(7)傾斜壁表面の中心軸上の温度分布において、壁面に干渉する衝撃波による温度ピークに加え、境界層の厚さの変化に起因したピーク温度が発生する。
(8)ノズル中心軸に沿った温度は、表面粗さの増加に伴い高くなる傾向を示した。
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