| 研究課題/領域番号 |
01550051
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| 研究機関 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
足立 孝 埼玉工業大学, 工学部, 助教授 (30118658)
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| 研究分担者 |
小林 晋 埼玉工業大学, 工学部, 講師 (10170325)
鈴木 立之 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (20118665)
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| キーワード | 衝撃波 / 粉塵層 / 斜め反射 / マッハ反射 / 非定常流れ |
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| 研究概要 |
平面衝撃波が衝撃波管内に設置された傾斜面上を過ぎる場合、傾斜面において衝撃波の斜め反射が起こることは良く知られたことである。特に表面が滑らかな固体であるとき、一定の入射マッハ数および入射角に対して、マッハ反射における三重点の軌跡角は一定に保たれ、その近傍の流れ場は相似に保たれる。しかしながら粉塵層上における衝撃波の反射の場合には、粉塵層表面からの反射と粉塵層内部へ浸透した圧縮波の粉塵層下の固体壁からの反射等のために複雑な構造を呈し、入射マッハ数、入射角の2つのパラメタのみで現象を記述できない。
そこで本研究では、粉塵粒径、空隙率、粉塵層厚が衝撃波の反射形態にどのような影響を与えるかを知るために、粉塵層を2次元溝つき床でモデル化し、正常反射とマッハ反射の境界の変化、マッハ反射における三重点の軌跡角の変化、三重点近傍の流れ場の構造の変化を明らかにした。使用したモデル床の断面形状は全て相似なものを用い、その凹凸の大きさのみ変えた。衝撃波前方は大気圧、室温の空気であり、マッハ数は1.42のみである。得られた主要な結果は以下の通りである。
1.凹凸のあるモデル床上の衝撃波の反射構造は、粉塵層上における反射構造と極めて良く似ている。
2.反射波の波面構造は非定常に変化するため、自己相似性は成り立たない。
3.しかし、座標系を溝の深さで無次元化すると凹凸の大きさが違っていても、三重点(反射点)の無次元座標が同じである限り、波面構造は相似になる。
4.溝底面からの反射波の集合体が先行する反射波に追いつく前後で三重点の軌跡の勾配は著しく変化する。
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