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極短時間イメージング吸収分光法による大気突入機周り流れの非平衡熱化学過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K06890
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 航空宇宙工学
研究機関東海大学

研究代表者

山田 剛治  東海大学, 工学部, 講師 (90588831)

研究分担者 川添 博光  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (40260591)
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード分光計測 / 再突入飛行 / 熱化学的非平衡 / 回転温度 / 振動温度 / 衝撃波 / プラズマ流 / Shock Wave / Spectroscopy / Nonequilibrium / Shock tube / Rotational temperature / Vibrational temperature / Shock wave / Rotational tempereture / VIbrational temperature / Spectrum fitting / Relaxation process / Absorption spectroscopy / Electronic state / 惑星大気突入 / 吸収分光 / 非平衡熱化学過程 / 高速プラズマ流
研究成果の概要

本研究では、大気突入飛行する宇宙機の周りの高温流れを衝撃波管と呼ばれる地上試験装置で模擬して、流れ場の計測と特性の解明を実験的に行うものである。宇宙機の周りに生成される流れは高温のプラズマ流となるために強い発光を伴い、従来はそのプラズマ流からの発光を計測して流れの特性の解明が行われてきた。しかしながら発光の計測から得られる流れの特性は限られているために、本研究ではプラズマ流が外部の光を吸収する特性を利用した吸収分光を利用して、流れの特性を明らかにするものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来は、プラズマ流からの自発光計測より得られた情報により流れ場の特性が把握されてきた。しかしながら本手法では流れ場の断片的な情報しか把握できずに、宇宙機の熱空力特性の予測精度の不確かさが大きいという問題があった。これに対して本研究では、従来と異なる手法のアプローチにより流れ場の特性を調査するものであり、高温プラズマ流の物理的な解明や将来の高精度な宇宙機開発に貢献できると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Nonequilibrium Plasma Flows in a Mars Entry Flight condition2019

    • 著者名/発表者名
      山田剛治、貝瀬航、梅澤昌史
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings, 31st International Symposium on Rarefied Gas dynamics

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Internal energy relaxation processes of nitrogen plasmas at different electronic states in an entry flight condition2018

    • 著者名/発表者名
      山田剛治、梶野瑞基、川添博光
    • 学会等名
      45th EPS Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Electron Excitation State on Relaxation Phenomena of Nitrogen Molecules Behind Stronge Shock Wave2018

    • 著者名/発表者名
      梶野瑞基、原田央、山田剛治
    • 学会等名
      15th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock Tube Study of Nonequilibrium Plasma Flows in a Mars Entry Flight condition2018

    • 著者名/発表者名
      山田剛治、貝瀬航、梅澤昌史
    • 学会等名
      31st International Symposium on Rarefied Gas dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of the thermochemical process in the shock layer generating around space vehicles entering the Earth atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      梶野瑞基、山田剛治
    • 学会等名
      Micro/Nano Technology Center International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock Layer Radiation Analysis for Spacecraft Reentry Flights2017

    • 著者名/発表者名
      山田剛治
    • 学会等名
      Micro/Nano Technology Center International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Internal Energy Relaxation Process of Nitrogen Plasma in an Entry Flight2017

    • 著者名/発表者名
      山田剛治、野内昌平、梶野瑞基
    • 学会等名
      The 2017 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermochemical Process of Nonequilibrium Plasma Flows in a Mars ENtry Flight Condition2017

    • 著者名/発表者名
      山田剛治、野内昌平
    • 学会等名
      13th National Congress on Theoretical and Applied Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2020-03-30  

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