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将来の惑星探査へ向けた大気突入飛行環境予測技術向上のための熱空気力学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18760612
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関名古屋大学 (2007)
独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2006)

研究代表者

松田 淳  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80415900)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード航空宇宙工学 / 衝撃波 / 高エンタルピー流 / 輻射 / 熱化学非平衡流 / 電離解離流れ / プラズマ流 / 圧縮性流体力学
研究概要

惑星大気突入探査で重要となる大気突入飛行時の飛行環境予測技術の向上のために以下の研究を行った。
1.強い衝撃波背後の熱化学的非平衡現象の理解へ向けた分光学的研究
従来から問題となっていた回転並進温度間の非平衡性の理解へCARS分光による計測の検討を行った。特に、本手法と発光分光法により得られた結果との比較から本手法により回転温度等を算出する従来の方法の問題点と誤差の原因を明らかにした。
2.強い衝撃波に伴う電離機構に関する研究
強い衝撃波背後での電離の理解とモデル構築のため、衝撃波前後で電離度の計測を行った。本研究では現象理解の簡単化のため単原子分子のアルゴンを用いた。実験では衝撃波前方でも多量の電子が存在することが示され、数値シミュレーションとの比較からこれらの電子が衝撃波背後の電子生成速度に影響を及ぼすことも示された。
3.大気突入飛行環境模擬装置としての膨張波管装置検討
再突入時の空力加熱防御法の新概念として電磁場を用いた熱防御手法が注目を集めている。本手法についての実験は従来はアーク風洞を用いて行われていたが、実際の再突入条件との乖離が問題視されていた。そこで、より実飛行条件に近い状態を模擬するための地上実験装置としての膨張波管の特性検討を行った。従来衝撃波管として用いられた装置を膨張波管として駆動するための検討並びに、実際に装置を駆動し、圧力、衝撃波速度等の計測から試験時間、性能等の評価を行い、大気突入飛行の地上模擬実験装置としての膨張波管の有用性を示した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Model and magnetic configuration effect on the shock layer enhancement by an applied magnetic field2008

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, H. Otsu, M. Kawamura, Y. Takizawa, D. Kongorski, T. Abe
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 20

      ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle Simulation of Electromagnetic Control of a Weakly Ionized Flow past a Blunt Body2008

    • 著者名/発表者名
      H. Katsurayama, M Kawamura, A. Matsuda, T. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Rocket 45

      ページ: 248-254

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary Study of Thermochemical Nonequilibrium in a Hydrogen-Argon Mixture behind a Strong Shock Wave2008

    • 著者名/発表者名
      T. Tanifuji, A Matsuda, K. Wasai, H. Otsu, H. Yamasaki, D. Konigorski, and T. Abe
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-4552

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ro-Vibrational Temperatures Derived from N2 (2+) Emission Spectra and CARS Method behind Strong Shock Waves2007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda, Masanori Ota, Suhe Batter, Keishi Arimura, Kazuo Maeno, Takashi Abe
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-4547

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Investigation of Discharge Structure of DBD Plasma Actuator2007

    • 著者名/発表者名
      Yuji Takizawa, Atsushi Matsuda, Shunichi Sato, Takashi Abe
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-4376

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drag Increment Effect on Spherically-Blunt Body by Electro-Mgnetic Effect2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kawamura, Atsushi Matsuda, Hiroshi Katsurayama, Hirotaka Otsu, Detrev, Konigorski, Shunnichi Sato, and Takashi Abe
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-3889

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary Study of Thermochemical Nonequilibrium in a Hydrogen-Argon Mixture behind a strong Shock Wave2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Katsurayama, Atsushi Matsuda, and Takashi Abe
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-4552

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 強い衝撃波背後での非線形分光法による振動、回転温度算出法の評価2007

    • 著者名/発表者名
      松田 淳 他(共著)
    • 雑誌名

      平成18年度衝撃波シンポジウム講演論文集 H18

      ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] CARS法による強い衝撃波背後での振動、回転温度の精度評価2007

    • 著者名/発表者名
      松田 淳 他(共著)
    • 雑誌名

      平成18年度衝撃波シンポジウム講演論文集 H18

      ページ: 15-18

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Investigation of the Hall Effect for the Interaction between the weakly Ionized Plasma and Applied Magnetic Field2007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2007-1437

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超軌道速度再突入時に発生する強い衝撃波背後の熱化学的非平衡状態へのCARS計測の検討2006

    • 著者名/発表者名
      松田 淳 他(共著)
    • 雑誌名

      日本分光学会秋季講演会Optics & Photonics Japan 2006 H18

      ページ: 100-101

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Shock layer enhancement by electro-magnetic effect for spherical blunt body2006

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda, et al.
    • 雑誌名

      AIAA Paper 2006-3573

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Effect of the nose bluntness on the electromagnetic flow control for reentry vehicles2007

    • 著者名/発表者名
      Otsu, T. Matsumura, Y. Yamagiwa, A. Matsuda, T. Abe, M. Kawamura and D. Konigorski
    • 学会等名
      26th International symposium on Shock waves
    • 発表場所
      Gettingen, Germany
    • 年月日
      2007-07-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of rotational and vibrational temperatures behind strong shock waves derived from CARS method2007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda, Masanori Ota, Keishi Arimura, Suhe Bater, Kazuo Maeno, and Takashi Abe
    • 学会等名
      26th International symposium on Shock waves
    • 発表場所
      Gettingen, Germany
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アルゴン中で発生する衝撃波前方領域での電離状態計測2007

    • 著者名/発表者名
      松田 淳、和才克己、河村政昭、安部隆士
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会
    • 発表場所
      調布
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高エンタルピー気流実験用膨張波管の特性検討2007

    • 著者名/発表者名
      松田 淳、和才克己、河村政昭、安部隆士
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会
    • 発表場所
      調布
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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