超音速流中への燃料のパルス噴射による混合・貫通の促進

• 研究課題/領域番号: 20760105
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 河内 俊憲 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40415922)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 圧縮 / 非圧縮 / 超音速混合 / 噴流 / 非定常流れ / 推進工学

研究概要

超音速流中のパルス噴流の非定常挙動を,ハイスピードシュリーレン法を中心とした風洞実験と非定常CFDによるパラメータ計算により調べた.その結果,パルス噴流の貫通特性にはヒステリシスが存在し,有効噴射速度比が上昇しているときの噴流貫通は下降時のそれと比べて大きくなること,またその原因が噴射時に生じる渦によって生じることを明らかにした.パルス周波数と噴流の貫通高さおよび混合には密接な関係があり,周波数を変化することで,噴流の貫通,および混合をアクティブにコントロールできることが明らかになった.

研究成果

• [雑誌論文] Penetration Characteristics of Pulsed Injection into Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, K.Sasaya, J.Watanabe, H.Shibaya-ma, G.Masuya
  • 雑誌名: AIAA paper ページ: 2010-6645
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Pulsed Injection into a Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaya, J.Watanabe, T.Kouchi, G.Ma-suya
  • 雑誌名: AJCPP ページ: 2010-2058
• [雑誌論文] Penetration Characteristics of Pulsed Injection into Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, K.Sasaya, J.Watanabe, H.Shibayama, G.Masuya
  • 雑誌名: AIAA paper 2010-6645
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Pulsed Injection into a Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaya, J.Watanabe, T.Kouchi, G.Masuay
  • 雑誌名: Proceedings of Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2010
• [雑誌論文] Time-Space Trajectory of Unsteady Jet into Supersonic Crossflow Using High-Speed Framing Schlieren Images (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, T.Hoshino, K.Sasaya, G.Ma-suya
  • 雑誌名: AIAA paper ページ: 2009-7316
• [雑誌論文] Time-Space Trajectory of Unsteady Jet into Supersonic Crossflow Using High-Speed Framing Schlieren Images (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, T.Hoshino, K.Sasaya, G.Masuya
  • 雑誌名: AIAA paper 2009-7316
• [学会発表] Penetration Characteristics of Pulsed Injection into Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, K.Sasaya, J.Watanabe, H.Shibayama, G.Masuya
  • 学会等名: 46^<th> AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Nashville USA.
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] 高速シュリーレンを用いた超音速噴流場のスペクトル解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河内俊憲, 升谷五郎
  • 学会等名: 第42回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2010
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] Numerical Simulation of Pulsed Injection into a Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaya, J.Watanabe, T.Kouchi, G.Ma-suya
  • 学会等名: Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2010
  • 発表場所: Miyazaki, Japan.
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] Penetration Characteristics of Pulsed Injection into Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, K.Sasaya, J.Watanabe, H.Shibayama, G.Masuya
  • 学会等名: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Nashville, USA
• [学会発表] 高速シュリーレンを用いた超音速噴流場のスペクトル解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河内俊憲, 升谷五郎
  • 学会等名: 第42回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2010
  • 発表場所: 米子,日本
• [学会発表] Numerical Simulation of Pulsed Injection into a Supersonic Crossflow (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaya, J.Watanabe, T.Kouchi, G.Masuay
  • 学会等名: Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2010
  • 発表場所: Miyazaki, Japan
• [学会発表] Time-Space Trajectory of Unsteady Jet into Supersonic Crossflow Using High-Speed Framing Schlieren Images (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, T.Hoshino, K.Sasaya, G.Ma-suya
  • 学会等名: 16^<th> AIAA/DLR/DGLR International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference
  • 発表場所: Bremen, Germany.
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 超音速横風中のパルス噴射において観測された噴流貫通のヒステリシス (2009)
  • 著者名/発表者名: 河内俊憲, 升谷五郎, 柴山博治, 星野貴久
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部2009年講演会ならびに第10回再使用型宇宙推進系シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-03-11
• [学会発表] 超音速横風中のパルス噴射において観測された噴流貫通のヒステリシス (2009)
  • 著者名/発表者名: 河内俊憲
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部2009講演会ならびに第10回再使用型宇宙輸送系シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-03-11
• [学会発表] Time-Space Trajectory of Unsteady Jet into Supersonic Crossflow Using High-Speed Framing Schlieren Images (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kouchi, T.Hoshino, K.Sasaya, G.Masuya
  • 学会等名: 16th AIAA/DLR/DGLR International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference
  • 発表場所: Breamen, Germany
• [学会発表] 超音速流におけるパルス噴射の貫通特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴山博治, 河内俊憲, 升谷五郎
  • 学会等名: 第40回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2008
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] 高速シュリーレン撮影を用いた超音速流中における垂直噴流の貫通の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 河内俊憲, 柴山博治, 升谷五郎
  • 学会等名: 第40回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2008
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] 超音速流中のパルス噴流の貫通特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴山博治
  • 学会等名: 第40回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2008
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-06-12
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.scramjet.mech.tohoku.ac.jp/lab/index.htm
• [備考] 第42回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2010流体力学部門 最優秀賞
• [備考]
  • URL: http://www.scramjet.mech.tohoku.ac.jp/lab/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.scramjet.mech.tohoku.ac.jp/lab/index.htm