衝撃波現象の解明(総括班)

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03238101
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
• 研究分担者: 東野 文男 東京農工大学, 工学部, 教授 (70011111) ; 折原 精一 東北大学, 医学部, 教授 (60001004) ; 藤原 俊隆 名古屋大学, 工学部, 教授 (90023225) ; 澤岡 昭 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (40029468) ; 本間 弘樹 千葉大学, 工学部, 教授 (90009233)
• キーワード: 衝撃波 / 流体力学 / 超高圧発生法 / 可視化計測 / 化学反応係数 / フォ-カッシング / 生体損傷 / 数値シュミレ-ション

研究概要

今年度得られた、主な研究成果を以下に列挙する。
1.衝撃波の構造に関して、強い衝撃波の放射特性を実験的に解明した(第1班)。2.衝撃波の伝播・回折・反射に関して、疑似衝撃波の挙動がほぼ解明された。また、弱い、衝撃波の管路内の生成・伝播過程を明らかにした。(第2班)3.衝撃波のフォ-カッシングに関して、大規模デトネ-ション波の収束により高温・高圧を発生させた。(第3班)4.生体と衝撃波に関して、衝撃波医療応用における生体損傷過程を解明し、さらに、ヒト固形癌に対する治療への応用の可能性を得た(第4班)。5.高温化反応を伴う衝撃波に関して、高温気体でいままで計測されていないラジカル反応機構を解明した。6.凝縮媒体中の衝撃波に関して、固体中に特異な微細構造の変化として、マッハ効果の凍結に成功した(第6班)。7.衝撃波の発生法と計測法に関して、また、高エンタルピ-衝撃波風洞の性能向上に対する初期加熱の効果を数値的、実験的に明らかにした(第7班)。8.隕石衝突により衝撃波変成を受けた惑星・地球の岩石を実験室で生成し、惑星・地球進化論に新しい知見を加えた(公募研究、以下同じ)。9.衝撃波を伴う太陽風構造のシミュレ-ションに成功した。10.非線形現象としての衝撃波を破壊力学へ導入した。11.薄膜表面インプランテ-ションによる、衝撃波発生に伴う化学反応促進の効果を発見した。
研究成果を総括すると、比較的構造が単純な衝撃波については実験的・解析的にその構造・挙動がほぼ解明され、また、化学反応性流体、凝縮媒体、極超音速流、電離気体等極限的な媒体中を伝播する衝撃波現象についても、いくつかの重要な知見が得られた。本年度までで、全研究計画の70%の進捗度に達したと自己評価している。

研究成果

• [文献書誌] 阿部 晃久: "正方形断面の衝撃波管から放出される衝撃波背後の流れについて," 日本機械学会論文集(B編).
• [文献書誌] K.Takayama: "Holographic Interfelometric Observation of Underwater Shock Wave Focusing to Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy" Proc.of 19th International Congress on High-Speed Photography and Photonics. 1358. 1180-1190 (1991)
• [文献書誌] 小野寺 英輝: "高速ドラムカメラの試作と衝撃波現象の観察への応用" 1991.2 日本機械学会論文集B. 57. 545-550 (1991)
• [文献書誌] H.Honma: "Experimental and numerical studies of weak blast weves in air" Shock Waves,an International Journal. 1. 111-119 (1991)
• [文献書誌] H.Tamura: "Projectile Hypervelocity lmpact Simulation" The Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) Report,SP. 11. 21-29 (1990)
• [文献書誌] 阿部 裕: "衝撃波フォ-カシングと肝損傷ーその病態と機序の検討" 胆道. 5. 11-20 (1991)
• [文献書誌] F,Higashino: "Experimental Study on the Pseudo Shock Waves Produced in a Two Dimensional Asymmetric Nozzle" Proc.2nd KSME-JSME Fluids Engineering Conference. 1. 235-240 (1990)
• [文献書誌] K.Yoshihara: "Highly Enhanced Chemical Reactivity by Solid Surface Impact in Some Metal Acetylacetonates" Shock waves,an International Journal,. (1992)
• [文献書誌] H.Daiguji: "Numerical Analyses of Incompressible and Compressible Cascade Flows in Turbomachinery" Proc.4th Int.Symp.on Compu.Fluid Dynamics,Davis. I. 264-269 (1991)
• [文献書誌] K.Koyama: "Influence of Water Vapor in the Chemically Excited Oxygen Flow Generated from the Reaction of Cl_2 with Alkaline H_2O_2" J.Appl.Phys.68. 6428-6433 (1990)
• [文献書誌] S.Minami: "Dipole Tilt Angle Effect on the Magnetosphere of Neptune:A Laboratory Simulation" Geophysical Res.Letters. 17. 1880-1885 (1990)
• [文献書誌] 阿部 博之: "動的弾塑性ラインスプリングモデルによる三次元表面き裂材の衝撃応答の解析" 日本機械学会論文集. 56A. 1099-1106 (1990)
• [文献書誌] K.Takayama (ed): "Shock Waves,Proc of the 18th Intl Symp on Shock Waves" Springer-Verlag,Heidelberg, 1450 (1992)
• [文献書誌] K.Takayama: "Flow Visualization of Shock Wave Phenomena" Springer-Verlag,New York, 350 (1992)