| 研究課題/領域番号 |
63550052
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
小林 康徳 筑波大学, 構造工学系, 教授 (10132995)
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| 研究分担者 |
村上 正秀 筑波大学, 構造工学系, 助教授 (40111588)
吉澤 能政 (吉沢 能政) 筑波大学, 構造工学系, 教授 (30029392)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1989年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1988年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 蒸気凝縮 / 衝撃波 / 凝縮熱伝達 / レ-ザ-ホログラフィ / シュリ-レン写真 / 凝縮縞 / 二相媒質 / 分光分析 / レーザーホログラフ干渉計 / 非平衡熱伝達 / 流れ場の可視化 |
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| 研究概要 |
科研費補助金申請書に記された研究課題は以下の3つにまとめられる。
1.密閉容器内での蒸気凝縮
この実験的研究の中心となるレ-ザ-ホログラフ干渉写真から密度分布、温度分布などを定量的に求めることが出来た。これらの結果から、不凝縮気体を含む流れ場がいわゆる境界領域(interfacial layer)と呼ばれる密度変化の大きい層で区切られること(この事実は既知)、そしてこの層が二次元的構造をもち内部の熱力学的条件によって前後に移動することを初めて可視化写真にて示すことが出来た。
2.蒸気媒質を伝播する衝撃波の実験
この研究では、衝撃波管を用いて主として連続シュリ-レン写真による衝撃波背後の流れ場の可視化を行うと共に従来の圧力及び温度センサ-による流れ場の熱力学的状態を測定した。さらに、境界壁の影響を避けるため点源爆発によって生じる球形衝撃波を二重露光法によるホログラフ干渉写真にとり、蒸気凝縮の程度を調べた。媒質が単純な気体である場合と蒸気である場合との差異は顕著で、後者では気体力学のランキン・ユゴニオ関係が成り立たないこと、壁面への熱伝達量が大きいこと、流れ場での熱伝達特性が大きいこと、が明らかになった。これらの特徴はすべて、衝撃波背後での蒸気媒質の相変化(蒸発・凝縮)に関係していると考えられるが、その詳細なメカニズムはまだ明らかでない。
3.流れ場の数値シミュレ-ション
管内流れとそれに伴う壁面(境界)への熱伝達を模擬する一般的な数学モデルを考案し、数値解析を試みた。計算結果は、サ-モサイフォン凝縮部内の蒸気流れ場については実験結果と比較的よい一致を示し、少なくとも定性的にはシミュレ-ション可能であることが確かめられた。しかし、衝撃波背後の蒸気流れ場のシミュレ-ションは未完である。
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