| 研究課題/領域番号 |
18K04555
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
中田 大将 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (90571969)
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| 研究分担者 |
渡邉 力夫 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20308026)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 混相流 / 自己加圧 / ボイド率 / ハイブリッドロケット / 亜酸化窒素 / 沸騰 / 二相流 / ロケットエンジン / 蒸気圧 / 温度成層 / キャビテーション |
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| 研究成果の概要 |
亜酸化窒素（N2O）は常温で高い蒸気圧（～7MPa）を持ち，これによる自己加圧排出が可能であることから，ハイブリッドロケット酸化剤に広く用いられている．一方で気液二相流の流量予測は困難であり，流動様式の同定と圧損特性のモデル化が望まれる．本研究ではまず，従来困難であった7MPaの高圧管路を可視化し，高速度カメラにより気泡流速と気泡径を明らかにした．また，静電容量型ボイド率を用い，ボイド率と圧損特性の関係について論じた．数値計算では押し圧とインジェクタ縮流係数との関係について，実験結果と定性的によい一致を見た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
気液二相流への実験的アプローチは広く行われているが，とりわけ1-7MPaでの高圧管路における高圧条件下での流動様式を明らかにすることは困難が大きいものであった．今後の展開としては，亜酸化窒素は蒸発潜熱も大きいため，気泡径に及ぼす熱力学的な効果についても学術的調査が必要と考えられる．
社会的意義としては，小型ロケットエンジンで広く用いられている亜酸化窒素の流量予測モデル確立に向け，多くの実験データを残し，国際学会においても多くの議論を喚起した．
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