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圧縮性流体の内部流れにおける複合チョーク現象及び複合衝撃波の三次元構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17360083
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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

松尾 一泰  北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (30037759)

研究分担者 宮里 義昭  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (30253537)
片野田 洋  鹿児島大学, 工学部, 准教授 (40336946)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 1,110千円)
2007年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2006年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2005年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード圧縮性流体 / 超音速流れ / 衝撃波 / 複合チョーク / 複合流れ
研究概要

本研究期間内に本研究によって得られた成果の概要はつぎのとおりである.
1.速度の異なる二つの平行な亜音速流れが先細ノズルに流入し,背圧まで膨張する過程において複合チョークを生じさせる実験装置を製作し,ノズル上流のよどみ点圧力と背圧の比,ノズルをとおる質量流量,およびノズル出口における速度分布の間の関係を種々の形状のノズルに対して実験的に詳細に調べ,複合チョークに関する基礎資料が得られた.
2.上記の複合チョーク流れに関して数値解析を行い,ノズル出口近傍における音速線の形状と複合チョーク圧力比の関係などを調べた.その結果,複合チョークは音速線がノズル出口で閉じた瞬間に生じ,複合チョーク圧力比はノズル出口速度分布が一様と仮定する単一流れのチョーク圧力比より小さく,ノズル出口速度分布が一様速度分布から離れるほど小さくなることが明らかになった.
3.流れが複合チョークしている状態でも,ノズル出口近傍の流れはノズル下流の背圧を下げると変化し,出口における断面平均マッハ数は1より大きく,流れは超音速である.これは,複合チョークはノズルの出口断面で生じるのではなく,出口より上流のある区間にわたって生じることを示している.
4.複合流れにおける音波,すなわち複合音波の実験装置を製作し,可視化による複合音波の形状の観察と圧力計測による伝ぱ速度の測定を行った.複合音波はノズル内で分枝した三次元形状をしているが,伝ぱ速度は従来の一次元モデルによる値に大体等しい.複合流れがチョークし,さらに膨張する場合には複合衝撃波が形成され,流れは極めて複雑となる.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 超音速ファノー流れのチョークに関する実験2007

    • 著者名/発表者名
      宮里 義昭
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 73

      ページ: 2393-2396

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 先細ノズル流れのチョークに及ぼす境界層の影響に関する実験2007

    • 著者名/発表者名
      近藤陽介
    • 雑誌名

      平成18年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      ページ: 125-126

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Propagation of Weak Pressure Waves against Two Parallel Subsonic Streams2006

    • 著者名/発表者名
      Makiko Yonamine
    • 雑誌名

      International Journal of Thermal and Fluid Sciences 15巻

      ページ: 135-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Compound Choking of Two Subsonic Streams2006

    • 著者名/発表者名
      Makiko Yonamine
    • 雑誌名

      Proc.of Asian Joint Workshop on Thermo-physics and Fluid Science

      ページ: 118-121

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二つの亜音速流れの合流による複合チョークに関する数値解析2006

    • 著者名/発表者名
      与那嶺 牧子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 B編 72巻

      ページ: 2117-2123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propagation of Weak Pressure Waves against Two Parallel Subsonic Streams2006

    • 著者名/発表者名
      Makiko, Yonamine, et. al.
    • 雑誌名

      International Journal of Thermal and Thermal and Fluid Science Vol. 15, No. 2

      ページ: 135-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Study of Compound Choking of Two Subsonic Streams2006

    • 著者名/発表者名
      Makiko, Yonamine, et. al.
    • 雑誌名

      Proceedings of Asian Joint workshop on Thermo-physics

      ページ: 118-121

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Propagation of Weak Pressure Waves against Two Parallel Subsonic Streams2006

    • 著者名/発表者名
      Makiko Yonamine
    • 雑誌名

      International Journal of Thermal and Fluid Sciences 15・2

      ページ: 135-139

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 二つの亜音速流れの合流による複合チョークに関する数値解析2006

    • 著者名/発表者名
      与那嶺牧子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 B編 72・721

      ページ: 2117-2123

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Propagation of Weak Pressure Waves against Two Parallel Subsonic Steams2005

    • 著者名/発表者名
      Makiko Yonamine
    • 雑誌名

      Proceedings of 7^<th> International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows 2

      ページ: 317-322

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Analysis on Compound Choked Flow by Confluence of Two Subsonic Flows

    • 著者名/発表者名
      Makiko, Yonamine, et. al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers No. 72, No. 721

      ページ: 2117-2123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Experiment of Choking of Convergent Nozzle Flows2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki, Miyazato, et. al.
    • 学会等名
      Annual Conference of the Japan Society of Mechanical Engineers
    • 発表場所
      Suita Campus, Osaka University
    • 年月日
      2007-11-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 先細ノズル流れのチョークに関する実験2007

    • 著者名/発表者名
      宮里 義昭
    • 学会等名
      日本機械学会2007年度年次大会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2007-09-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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