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PIV・LIFの同時計測によるスクラムジェット燃焼器内の混合メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23360377
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関岡山大学 (2012-2013)
東北大学 (2011)

研究代表者

河内 俊憲  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40415922)

研究分担者 升谷 五郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20271869)
滝田 謙一  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80282101)
連携研究者 富岡 定毅  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 角田宇宙センター, 領域サブリーダ (50358553)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2011年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
キーワード推進工学 / 航空宇宙工学 / 混合促進 / 超音速燃焼 / スクラムジェットエンジン / レーザ計測
研究概要

本研究では,現在,世界各国で研究開発が進められている超音速旅客機やスペースプレーン用の推進機関として期待されているスクラムジェットエンジン内の燃料の混合状態を計測する新しい手法の開発を世界に先駆けて行った.この計測法により,これまで超音速流では計測が困難であった渦拡散流束と呼ばれる乱流渦に起因する燃料拡散を計測できるようになった.この計測装置をエンジンを模擬した流れ場に適用し,渦拡散流束を計測した結果,これまで数値シミュレーション等で用いられてきた勾配拡散モデルが,エンジン内の燃料混合に対しても十分適用可能であることを明らかにした.これらにより今後エンジンの研究・開発が促進されると期待される.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Combined Stereo-PIV and PLIF Measurements of A Transverse Jet in A Mach 2 Supersonic Flow2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, S. Yanase, Y. Oka, and G. Masuya
    • 雑誌名

      APISAT2013

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Supersonic Combustion Using a Stinger-Shaped Fuel Injector2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, G. Masuya, K. Hirano, A. Matsuo, and S. Tomioka
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power

      巻: 29 (3) 号: 3 ページ: 639-647

    • DOI

      10.2514/1.b34524

    • NAID

      120006491687

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Hydrogen Jets in Supersonic Crossflow : A Large-Eddy Simulat -ion Study2013

    • 著者名/発表者名
      J. Watanabe, T. Kouchi, K. Takita and G. Masuya
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power

      巻: 29(3)(in press) 号: 3 ページ: 661-674

    • DOI

      10.2514/1.b34521

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined Stereo-PIV and PLIF Measurements of A Transverse Jet in A Mach 2 Supersonic Flow2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi S. Yanase, Y. Oka, and G. Masuya
    • 雑誌名

      APISAT2013

      巻: 06-04-1 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Turbulent Structure of Supersonic Flowfield with Transverse Injection2012

    • 著者名/発表者名
      S. Uramoto, T. Kouchi, and G. Masuya
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 7 号: 2 ページ: 231-241

    • DOI

      10.1299/jfst.7.231

    • NAID

      130002069501

    • ISSN
      1880-5558
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-Eddy Simulation of Jet in Sup-ersonic Crossflow with Different Injectant S pecies2012

    • 著者名/発表者名
      J. Watanabe, T. Kouchi, K. Takita and G. Masuya
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 50 (12) 号: 12 ページ: 2765-2778

    • DOI

      10.2514/1.j051550

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turbulent Characteristics for Jet Injected into Supersonic Flow with Pseudo Shock Wave2012

    • 著者名/発表者名
      B. Choi, K. Takae, T. Kouchi , and G. Masuya
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power

      巻: 28 ページ: 971-981

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flowfield Characteristics of a Transverse Jet into Supersonic Flow with Pseudo-Shock Wave2012

    • 著者名/発表者名
      H. Yamauchi, B. Choi, K. Takae, T. Kouchi , and G. Masuya
    • 雑誌名

      Shock Waves

      巻: 22 号: 6 ページ: 533-545

    • DOI

      10.1007/s00193-012-0384-9

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study on the Turbulent Structure of Transverse Jet into Supersonic Flow2011

    • 著者名/発表者名
      J.Watanabe, T.Kouchi, K.Takita, G.Masuya
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 49(9) ページ: 2057-2067

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersonic Combustion with Supersonic Injection through Diamond-Shaped Orifices2011

    • 著者名/発表者名
      S.Tomioka, T.Kouchi, M.Masumoto, M.Izumikawa
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power

      巻: 27(6) 号: 6 ページ: 1196-1203

    • DOI

      10.2514/1.55960

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Combined Stereo-PIV and PLIF Measurements of A Transverse Jet in A Mach 2 Supersonic Flow2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, S. Yanase, Y. Oka, and G. Masuya
    • 学会等名
      The 2013 Asian-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 発表場所
      Takamatsu
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 超音速噴流場における乱流拡散の評価のための PIV-LIF 同時計測2013

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲, 柳瀬眞一郎, 岡慶典, 升谷五郎
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 超音速噴流場における PIV-PLIF 同時計測による渦拡散流束の算出2013

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲, 柳瀬眞一郎, 岡慶典, 升谷五郎
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] PIV と PLIF 同時計測による超音速流中に噴射した気体の乱流拡散流束評価2013

    • 著者名/発表者名
      岡慶典, 李澤辰, 中野良祐, 河内俊憲, 升谷五郎
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 超音速噴流場における乱流拡散の評価のための PIV-LIF同時計測2013

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲, 柳瀬眞一郎, 岡 慶典, 升谷五郎
    • 学会等名
      第45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2013
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音速噴流場における PIV・PLIF 同時計測による渦拡散流束の算出2013

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲, 柳瀬眞一郎, 岡 慶典, 升谷五郎
    • 学会等名
      第 11 回日本流体力学会 中四国・九州支部講演会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 航空・宇宙推進システムの研究開発動向 -スクラムジェット研究最前線-2013

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲
    • 学会等名
      第59回中国四国機素潤滑設計技術研究会
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PIVとPLIF同時計測による超音速流中に噴射した気体の乱流拡散流束評価2013

    • 著者名/発表者名
      岡慶典,李澤辰,中野良祐,河内俊憲,升谷五郎
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会北部支部2013年講演会ならびに第14回再使用型宇宙推進系シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超音速噴流場における乱流拡散の評価のための PIV-LIF 同時計測2013

    • 著者名/発表者名
      河内俊憲,柳瀬眞一郎,岡慶典,升谷五郎
    • 学会等名
      第45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2013
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] LESを用いた擬似衝撃波の3次元構造及び非定常挙動の解析2012

    • 著者名/発表者名
      イサンウク, 渡部潤也, 河内俊憲, 升谷五郎
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会北部支部2012年講演会ならびに第13回再使用型宇宙輸送系シンポジウム
    • 発表場所
      室蘭,日本
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Stereoscopic PIV Measurement of Jet in Supersonic Crossflow and Spatial Correlation of Velocity Flucutuations2012

    • 著者名/発表者名
      S.Uramoto, T.Kouchi, G.Masuya
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2012
    • 発表場所
      Xi'an, China
    • 年月日
      2012-03-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantification of Convection Velocity and Dominant Scale of Large-scale Structures by High-speed Schlier -en Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, and G. Masuya
    • 学会等名
      49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit
    • 発表場所
      USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Large-Eddy Simulation of Pseudo-shock Wave in a Square Duct2012

    • 著者名/発表者名
      S. Lee, J. Watanabe, T. Kouchi, K. Takita, and G. Masuya
    • 学会等名
      18th AIAA/3AF International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies conference
    • 発表場所
      France
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantification of Convection Velocity and Dominant Scale of Large-scale Structures by High-speed Schlieren Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi and G. Masuya
    • 学会等名
      49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Large-Eddy Simulation of Pseudo-Shock Wave in a Square Duct2012

    • 著者名/発表者名
      S. Lee, J. Watanabe, T. Kouchi, K. Takita, and G. Masuya
    • 学会等名
      18th AIAA/3AF International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference
    • 発表場所
      Tours, France
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 変動速度の空間相関を用いた超音速噴射流れ場の解析2012

    • 著者名/発表者名
      浦本翔平,河内俊憲,升谷五郎
    • 学会等名
      第44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2012
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.scramjet.mech.tohoku.ac.jp/lab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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