レインボーシュリーレンＣＴによる超音速噴流流れ場の三次元定量的可視化法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K05805
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 北九州市立大学
• 研究代表者: 仲尾 晋一郎 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (40331029)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 超音速 / 定量化 / 可視化 / 衝撃波 / シュリーレン / 噴流 / 3次元 / レインボーシュリーレン / 3次元密度場計測 / 超音速噴流 / CT計測 / 密度場

研究成果の概要

本研究では，超音速流れを非接触で三次元的に定量化するために，レインボーシュリーレン偏向法にコンピュータトモグラフィ(CT)を組み合わせた計測法を確立することを目的とする．ノズル出口が1㎜×1㎜の正方形断面を持つ先細ノズルおよびラバルノズルからの不足膨張噴流に開発したレインボーシュリーレン偏向法にコンピュータトモグラフィ(CT)を組み合わせた計測法を用いて解析した．その結果，ノズルからの不足膨張噴流の流れ場を正確に捉えることができ，定量的に密度場を得ることに成功した

研究成果

• [雑誌論文] Optical Measurements of Shock Waves in Critical Nozzles at Low Reynolds Numbers (2017)
  • 著者名/発表者名: Yagi,S., Inoue,S., Nakao,S., Ono,D., and Miyazato,Y.
  • 雑誌名: Journal of Flow Control, Measurements & Visualization 巻: 5 号: 02 ページ: 36-50
  • DOI: 10.4236/jfcmv.2017.52003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-Dimensional Rainbow Schlieren Measurements in Underexpanded Sonic Jets from Axisymmetric Convergent Nozzles (2016)
  • 著者名/発表者名: Takano, H., Kamikihara, D., Ono, D., Nakao, S., Yamamoto, H., and Miyazato, Y.
  • 雑誌名: Journal of Thermal Science 巻: 25 号: 1 ページ: 78-83
  • DOI: 10.1007/s11630-016-0836-0
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 矩形超音速マイクロノズルからの自由噴流の研究（流れの定量的可視化計測） (2018)
  • 著者名/発表者名: 前田洋明，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第71期総会・講演会
• [学会発表] マッハ・ツェンダー干渉計による遷音速ディフューザ内の衝撃波の可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤祥太, 後藤史也, 仲尾晋一郎, 小野大輔, 宮里義昭
  • 学会等名: 平成 28 年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: ヴェルクよこすか(神奈川県横須賀市)
  • 年月日: 2017-03-08
• [学会発表] レインボーシュリーレン法によるショックトレーンの可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山淳志, 高野博史, 小野大輔, 仲尾晋一郎, 宮里義昭
  • 学会等名: 平成 28 年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: ヴェルクよこすか(神奈川県横須賀市)
  • 年月日: 2017-03-08
• [学会発表] 超音速マイクロノズルからの自由噴流の研究（数値シミュレーション） (2017)
  • 著者名/発表者名: 福田光，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部久留米講演会
• [学会発表] 矩形ラバルノズルからの不足膨張超音速噴流に関する三次元数値計算 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田眞之介，仲尾晋一郎，宮里義昭
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部久留米講演会
• [学会発表] Structure of underexpanded supersonic jets from axisymmetric Laval nozzles (2017)
  • 著者名/発表者名: MAEDA Hiroaki, FUKUDA Hikaru, KUBO Kazunori, NAKAO Shinichiro, ONO Daisuke, and MIYAZATO Yoshiaki
  • 学会等名: 11th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
  • 国際学会
• [学会発表] Computer flow visualization of underexpanded jets from axisymmetric supersonic micro nozzles (2017)
  • 著者名/発表者名: FUKUDA Hikaru, MAEDA Hiroaki, ONO Daisuke, NAKAO Shinichiro, MIYAZATO Yoshiaki, and ISHINO Yojiro
  • 学会等名: 11th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
  • 国際学会
• [学会発表] Rainbow schlieren measurements in underexpanded jets from square supersonic micro nozzles (2017)
  • 著者名/発表者名: MAEDA Hiroaki, FUKUDA Hikaru, NAKAO Shinichiro, MIYAZATO Yoshiaki, and ISHINO Yojiro
  • 学会等名: Experimental Fluid Mechanics 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Study of free jets from axisymmetric supersonic micro nozzles (Part 1, Quantitative flow visualization) (2017)
  • 著者名/発表者名: FUKUDA Hikaru, NAKAO Shinichiro, MIYAZATO Yoshiaki, and ISHINO Yojiro
  • 学会等名: 14th International Conference on Flow Dynamics
  • 国際学会
• [学会発表] Study of free jets from axisymmetric supersonic micro nozzles (Part 2, RANS simulation) (2017)
  • 著者名/発表者名: FUKUDA Hikaru, NAKAO Shinichiro, MIYAZATO Yoshiaki, and ISHINO Yojiro
  • 学会等名: 14th International Conference on Flow Dynamics
  • 国際学会
• [学会発表] CFD Simulations of shock containing free jets from square supersonic nozzles (2017)
  • 著者名/発表者名: MAEDA Shinnosuke, KUBO Kazunori, NAKAO Shinichiro, ONO Daisuke, and MIYAZATO Yoshiaki
  • 学会等名: 13th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
  • 国際学会
• [学会発表] 円筒ノズル噴流に対するレインボーシュリーレン法の適用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 八木奏一郎，仲尾晋一郎，小野大輔，宮里義昭，中島涼太
  • 学会等名: 日本機械学会 九州支部 第70期 総会・講演会
  • 発表場所: 佐賀大学理工学部(佐賀県佐賀市)
• [学会発表] 二次元ベンチュリノズルを通る過膨張流れの可視化計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上 紗綾, 小野 大輔, 仲尾 晋一郎, 宮里 義昭
  • 学会等名: 日本機械学会 九州学生会 第48回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 琉球大学工学部（沖縄県中頭郡西原町）
• [学会発表] 矩形管内のショックトレーンのレインボーシュリーレン計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹下 泰史, 小野 大輔, 仲尾 晋一郎, 宮里 義昭
  • 学会等名: 日本機械学会 九州学生会 第48回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 琉球大学工学部（沖縄県中頭郡西原町）
• [学会発表] 矩形ラバルノズルからの不足膨張超音速噴流の三次元密度場 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田 眞之介, 仲尾 晋一郎, 小野 大輔, 宮里 義昭
  • 学会等名: 日本機械学会 九州学生会 第48回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 琉球大学工学部（沖縄県中頭郡西原町）
• [学会発表] Optical Flow Investigations of Shock Induced Flow Separation in Critical Nozzles at Low Reynolds Numbers (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yagi, S. Inoue, S.Nakao, D. Ono, Y. Miyazato
  • 学会等名: The Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-10-10
  • 国際学会
• [学会発表] Optical Measurements of Shock Wave Oscillations in Critical Nozzles at Low Reynolds Numbers (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yagi, S. Inoue, S.Nakao, D. Ono, Y. Miyazato
  • 学会等名: The Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-10-10
  • 国際学会
• [学会発表] RANS Simulation of Overexpanded Critical Nozzle Flows at Low Reynolds Numbers (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yagi, S.Nakao, D. Ono, Y. Miyazato
  • 学会等名: The Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-10-10
  • 国際学会
• [学会発表] RAINBOW SCHLIEREN MEASUREMENTS IN UNDEREXPANDED JETS FROM AXISYMMETRIC SUPERSONIC MICRO NOZZLES (2016)
  • 著者名/発表者名: H. FUKUDA, H. MAEDA, D. ONO, S. NAKAO, Y. MIYAZATO and Y. ISHINO.
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] APPLICATION OF RAINBOW SCHLIEREN DEFLECTRY FOR SLIGHTLY UNDEREXPANDED SUPERSONIC JETS FROM AXISYMMETRIC LAVAL NOZZLES (2016)
  • 著者名/発表者名: H. MAEDA, H. FUKUDA,D. ONO, S. NAKAO and Y. MIYAZATO
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] MEASUREMENTS OF SHOCK TRAIN OSCILLATIONSBY HIGH-SPEED MACH-ZEHNDER INTERFEROMETERS (2016)
  • 著者名/発表者名: S. GOTO, K. KITAMURA, D. ONO, S. NAKAO, and Y. MIYAZATO
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] PRELIMINARY EXPERIMENTS ON QUANTITATIVE VISUALIZATION OF SHOCK TRAINS BYRAINBOW SCHLIEREN DEFLECTOMETRY (2016)
  • 著者名/発表者名: A. MATSUYAMA, H. TAKANO, D. ONO, S. NAKAO and Y. MIYAZATO
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] MICHELSON INTERFEROMETRIC MEASUREMENTS AND NUMERICAL CALCULATIONSFOR AXISYMMETRIC SUPERSONIC MICROJETS (2016)
  • 著者名/発表者名: T. MURANAKA, D. ONO,S. NAKAOand Y. MIYAZATO
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] MEASUREMENT OF OSCILLATING SHOCK TRAIN BY LASER SCHLIEREN METHODS (2016)
  • 著者名/発表者名: K. KITAMURA, S. GOTO, D. ONO, S. NAKAO and Y. MIYAZATO
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] シュリーレンCTを用いた矩形先細ノズルによる不足膨張音速噴流の定量的可視化計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 秋田勇太，小野大輔，仲尾晋一郎，宮里義昭
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集,No. 168-1
  • 発表場所: 熊本大学，熊本県 熊本市
  • 年月日: 2016-03-15
  • 国際学会
• [学会発表] Optical Measurements of Shock Wave Oscillationsin Transonic Diffusers by High-Speed Mach-Zehnder Interferometers (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya OTA, Shinichiro NAKAO, Daisuke ONO, Yoshiaki MIYAZATO
  • 学会等名: The American Institute of Aeronautics and Astronautics Science and Technology Forum and Exposition 2016
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-01-04
  • 国際学会
• [学会発表] Assessment of numerical simulation for underexpanded sonic jet issued from axisymmetric convergent nozzles (2015)
  • 著者名/発表者名: Akita, Y., Nakao, S., Ono, D., and Miyazato, Y.
  • 学会等名: 7th Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会
• [学会発表] Three-Dimensional Rainbow Schlieren Measurements in Underexpanded Sonic Jets from Axisymmetric Convergent Nozzles (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Takano, Daiyu Kamikihara, Daisuke Ono, Shinichiro Nakao, HidekiYamamoto, Yoshiaki Miyazato
  • 学会等名: 12th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
  • 発表場所: Lerici , Italy
  • 年月日: 2015-07-13
  • 国際学会
• [学会発表] Quantitative Estimation for RANS-Simulation of Underexpanded Sonic Jets from Axisymmetric Convergent Nozzles (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiyu Kamikihara, Hirohumi Takano, Daisuke Ono,Shinichiro Nakao, Yoshiaki Miyazato
  • 学会等名: 12th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows
  • 発表場所: Lerici , Italy
  • 年月日: 2015-07-13
  • 国際学会