スクラムジェットエンジン内の極超音速反応流

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01302024
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 藤原 俊隆 名古屋大学, 工学部, 教授 (90023225)
• 研究分担者: 林 光一 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60156437) ; 麻生 茂 九州大学, 工学部, 助教授 (40150495) ; 中村 佳朗 名古屋大学, 工学部, 教授 (80115609) ; 久保田 弘敏 東京大学, 工学部, 教授 (30114466) ; 手島 光司 京都教育大学, 教授 (90026104)
• キーワード: スクラムジェット / 極超音速流 / 乱流火災 / 混合 / 酸水素反応 / レ-ザ-誘起蛍光法 / 乱流模型 / 数値解析

研究概要

スクラム・ジェット内の極条音速反応流を調べるにあたり、実験ならびに理論計算の両面で、以下の内容の研究が行なわれた。(i)衝撃波管を用いた流体力学及び燃焼化学;(ii)極超音速流中における混合実験;(iii)数値解析による極超音速混合、三次元剪断乱流の構造、斜めデトネ-ションによる定常燃焼の問題点、二次元剪断乱流火災の構造、超音速空気流中への水素噴射による燃焼の二・三次元乱流解析である。
超音速風洞を用いた実験では、超音速空気流中に窒素の二次噴流を垂直に噴出させて、干渉ならびに混合の複雑な機構をとらえた。三次元現象としては、弓形衝撃波、境界層のはく離、はく離衝撃波などが観測された。これらのデ-タは、数値解析との比較のためにも貴重なデ-タである。
数値解析としては、この反応流に直接関連する乱流混合、斜めデトネ-ションなどの構造が解明され、渦度拡散ならびに化学反応による反応熱が乱流混合に大きく影響を与えると理解出来た。

研究成果

• [文献書誌] A.Sasoh: "Radiative Heat Transfer from Nonーequil担brium HighーEnthalpy Shock Layer" Proceedings of 18th ISSW (Symp競sium(International)on Shock Wave). (1991)
• [文献書誌] T.Murayama: "Chemical and Thermal Processes in a Hypersonic Shock Layer" Proceedings of 18th ISSW. (1991)
• [文献書誌] A.Matsuo: "Numerical Prediction of Mechanism of Oscillatory Instabilities of ShockーInduced Combestion" Proceedings of 13th ICDERS(International Colloquium on Dynamics of Explsions and Reactive Systems). (1991)
• [文献書誌] A.Matsuo: "Numerical Simulation of ShockーInduced Combustion aroud an Axisymmetric Blunt Body" AIAA Paper 91ー1414. (1991)
• [文献書誌] 麻生 茂: "超音速流中に垂直に噴出した二次流による2次元及び3次元干渉流れ場に関する実験的研究" 航空・宇宙分野における三次元流の特性に関する研究スクラムジェットエンジン内の極超音速反応流実用レイノルズ数域における乱流のモデリングと実験的・数値流体力学的検証 流体力学の航空・宇宙における光端的応用シンポジウム(以下「航空・宇宙分野等におけるシンポジウム」と略す)発表論文集. 1-6 (1992)
• [文献書誌] 野村 宏康: "逆噴射ジェットの数値計算" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 7-10 (1992)
• [文献書誌] 菱田 学: "水素ー空気予混合噴流による着火及び燃焼" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 15-18 (1992)
• [文献書誌] 田中 亘: "粉塵層によるデトネ-ション波の開始" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 19-22 (1992)
• [文献書誌] 藤原 俊隆: "乱流混合及び反応" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 23-26 (1992)
• [文献書誌] 柘殖 俊一: "圧縮性流体の乱流解の例ー予混合火災,ペナ-ル対流" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. (1992)
• [文献書誌] 高野 泰斉: "弱い衝撃波の反射と回析に関する数値解析" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 31-34 (1992)
• [文献書誌] 城之内 忠正: "熱電気効果を考慮した高速流の数値解析" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 35-38 (1992)
• [文献書誌] 高山 和喜: "フリ-ピストン衝撃風洞の開発" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 39-42 (1992)
• [文献書誌] 賈 明洋: "大仰角細長物体の非対称剥離の研究" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 43-46 (1992)
• [文献書誌] 滝 史郎: "高速燃焼流の直接計算について" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 202-205 (1992)
• [文献書誌] 前野 一夫: "液相ブロ-ダウン型小型極低温風洞の開発" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. (1992)
• [文献書誌] 手島 光司: "矩形オリフィスから噴出する超高速ジェットの構造ー衝撃波の正常ーハッマ反射編移による不安定" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 70-73 (1992)
• [文献書誌] 吉川 典彦: "レ-ザ-レ-リ-錯乱法によるCO_2噴流の濃度計測" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 74-77 (1992)
• [文献書誌] 里深 信行: "線の方法による極超音速流の数値計算" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 66-69 (1992)
• [文献書誌] 藤井 孝蔵: "突起付き鈍頭物体まわりの3面次元流れ" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 47-50 (1992)
• [文献書誌] 東野 文男: "衝撃波とノズル壁面上の非定常境界層との干渉" 航空・宇宙分野等におけるシンポジウム発表論文集. 152-155 (1992)