| 研究課題/領域番号 |
21K03849
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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19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大谷 清伸 東北大学, 流体科学研究所, 特任准教授 (80536748)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 衝撃波圧力 / 衝撃波圧力低減 / 固気液混相多層媒体 / 音響インピーダンス / 光学可視化計測 / 衝撃波低減 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、音響インピーダンスを考慮した固体、液体、気体の混相の多層媒体との干渉による新たな衝撃波圧力低減手法を確立することが目的である。衝撃波圧力の低減は爆発等に伴う衝撃波圧力被害からの人や建築物の防御や、超音速航空機等によるソニックブームによる騒音問題の回避に関連して、医学上、工学上重要な研究課題である。
音響インピーダンスを考慮した固気液混相多層媒体干渉による新たな衝撃波圧力の低減手法の開発には、計画している実験的、数値解析的研究によって可能となる。本研究課題実施で得られた知見は、衝撃波圧力からの防御装置、防御具の将来的な開発に貢献できると考える。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、音響インピーダンスを考慮した固気液の混相媒体との干渉による新たな衝撃波圧力低減方法の確立を目的として、種々干渉媒体干渉による衝撃波圧力低減効果の検証を行った。衝撃波媒体干渉挙動のシャドウグラフ法による高速度光学可視化計測、干渉後の圧力計測を行った。また、干渉媒体との衝撃波干渉挙動を数値模擬し、実験結果との比較を行った。実験および数値解析により、各干渉媒体（水液滴群、多層網媒体、不織布）によって干渉による衝撃波低減現象の物理機序が異なることがわかり、得られた知見、特性を利用して組合せて構成した固気液混相多層の干渉媒体を用いることで効果的な衝撃波低減を行えることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題の遂行によって、種々干渉媒体（水液滴群、多層網媒体、難燃性不織布）との干渉による衝撃波圧力低減現象の機序が解明された。この得られた知見を用いて考案した、音響インピーダンスを考慮した固気液混相多層媒体を用いる、新たな衝撃波圧力低減手法はほぼ確立に至ったと考える。この新手法を用いる実際に衝撃波圧力からの被害を低減させるための防御装置、防護具等の将来的な開発は、医療、土木・建築分野に関わる安全工学で大きな寄与が期待できると考える。
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