| 研究課題/領域番号 |
63550055
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
松崎 雄嗣 名古屋大学, 工学部, 教授 (70175602)
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| 研究分担者 |
安藤 泰勝 航空宇宙技術研究所, 機体第1部, 主任研究官
古谷 寛 名古屋大学, 工学部, 講師
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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 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1989年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1988年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 軽量薄肉弾性流路管 / 自励振動 / 2次元流路模型 / 非線形理論解析 / 非線形自励振動 / 2自由度弾性系モデル |
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| 研究概要 |
ロケットや宇宙飛翔体の液体燃料パイプなどの様な軽量薄肉弾性流路管の中の流れは、流体圧と管の弾性変形の相互干渉により、大変複雑な静的・動的な挙動を示す。そのため、近似理論解析や模型による実験の報告が数多くされている。流体を伝える薄肉管の静的・動的現象の問題は宇宙分野に限らず、化学プラント、原子力エネルギ、医療の分野にも関連する幅広く重要な問題である。しかし、基礎的な実験デ-タに欠けている。
そこで流路壁が大変形する際の弾性壁に作用する流体圧力の理論と比較しうるデ-タを得るため、本課題の実験研究として、調和振動可能な剛な流路壁を持つ2次元流路模型を設計、製作し、圧力計を購入して、壁を静的・動的に変化させた時の流量と圧力分布の計測を行なった。この計測により、壁の変形時における流体圧力の分布の有用な知見が得られた。また、当該研究者らの提案している数学モデルを用いた数値解析において、計測された実験デ-タに対応して、上流・下流での流れの境界条件に一致した計算を行い、実験値と解析値の比較検討から、実験方法の改良と当該研究者らの解析の近似について、今後の修正のための資料が得られた。
解析的研究としては、上述の2次元の剛な流路模型を用いて計測した流量と圧力分布の関係を、適用するべき薄肉弾性流路の2次元モデルである、上・下2枚の薄膜弾性壁からなる流路の中を1次元非圧縮流体が流れる数学モデルを用い、大きな振幅の自励周期振動や不規則振動が発生することを解析的に明らかにした。
また、二段ロケットがジェット推力を受けるモデルとして、従動力を受ける2自由度弾性系モデルについての安定解析を行なった。特に、最近著しい発展を遂げている微分幾何学の理論的手法を用いることにより、従来の非線形理論解析では十分に把握できない動的・静的な特性を明らかにすることが出来た。
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