| 研究課題/領域番号 |
18K18818
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
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| 研究分担者 |
半田 太郎 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30284566)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 流体力学 / 低レイノルズ数 / 超音速 / 遷音速 / 高マッハ数 / 固気混相流 / 磁力支持 / 低レイノルズ数・高マッハ数流れ / シュリーレン計測 / 流体抵抗 / 圧縮性 / 球周り流れ / 磁力支持天秤 |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では低レイノルズ数・高マッハ数条件の球周り流れの非接触での可視化実験を可能にする磁力支持装置の製作を行い，単体球周りおよび複数球周りの流れ場・抵抗係数の解明を行った．磁力で壁付近に支持した球を気流の発生に合わせて放球する実験装置を製作した．本装置により球周りの流れ場・抵抗係数の計測に成功した．単体の球周り流れについて時間の経過とともに生ずる渦構造などの詳細な流れ場の特徴を明らかにした．また得られた抵抗係数は過去のモデルよりも高い抵抗係数となることを確認した．複数球の場合については流れ場・空気力の解明を行い，本研究で調べた範囲では球同士が離れる方向に空気力が作用することを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
低レイノルズ数・高マッハ数条件の球周り流れは，ロケット打ち上げ時の噴流の中に含まれるアルミナ粒子，噴流からの音響波低減のために撒かれる水滴，高速での固体粒子燃焼などに見られる．このような条件での高速固気混相乱流に関して，粒子がどのように振る舞うかということはこれまで全く明らかでは無かったため，このような条件において実験観察を行うことで，その特徴を明らかにしたことは学術的に非常に価値が高い．また，本研究成果に基づきロケット打ち上げ時や高速燃焼時などの乱流場の解明・モデル化を行うことで，今後の輸送機器・燃焼機器の高性能化につながると考えられる．
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