衝撃波と渦の相互作用の研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05452067
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神部 勉 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60013679)
• 研究分担者: 石井 好 東京都立航空工業高等専門学校, 教授 ; 梅木 誠 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40221808)
• キーワード: 衝撃波 / 渦輪 / 波と渦の相互作用

研究概要

渦輪と衝撃波の相互作用の問題に関し、計算機シミュレーションを行うとともに、実験装置の製作とテストを行った。
・昨年、一昨年度に設備した無隔膜衝撃波管、ワークステーション、凹面境、スキャナーを使用して、実験とデータ処理を行なった。衝撃波管の性能は設計通りで、衝撃波と渦輪が相互作用する様子がシャド-グラフに鮮明にとらえられた。コンピューター、スキャナーによる画像処理によって、衝撃波、渦輪、散乱波の時間発展をx-t図に示すことに成功した。
・計算機シミュレーションでは、これまでに得られた成果、すなわち相互作用によって高温、高圧、高密度の領域が局所的に発生する性質を応用する研究を行った。燃焼化学反応を起こす性質のある気体中で、渦輪と衝撃波を発生させるシミュレーションの結果、相互作用がなければ反応を起こさない場合でも、相互作用で高圧・高温領域が生ずると、自然に着火する反応がコンピュータ上で観察された。この種の問題では初めての成果であり、今後の応用が考えられる。
・本研究の成果は、衝撃波シンポジウム、京大数理解析研究所で講演発表を行った。これまでの研究成果をもとに、今年度(1995年9月)国際ワークショップを開催した。国内外約50名の参加を得て、成功に終了した。さらに当該分野での今後の国際的発展が期待できる。

研究成果

• [文献書誌] T.Kambe and F.Takayama: "Compressible vortex ring and interaction with shock waves" Comp.Fluid Dyn.(Les Houches Summer School). (1996)
• [文献書誌] Takayama,Kambe,Taki,Sakurai: "Spontaneous equation of a reactive gas mixture by shock vortex interaction" Proc.of 20th ISSW Shock Waves@Pasadena. (1996)
• [文献書誌] 神部、高山、滝、桜井: "衝撃波と渦の相互干渉による自然着火" 第44回応用力学連合講演会講演予稿集. 319-320 (1995)
• [文献書誌] Takayama,Sakurai,Kambe: "Interaction of a Shock Wave with a VOrtex Ring" Shock Waves @ Marseille IV. 355-360 (1995)
• [文献書誌] 高山、神部、滝、桜井: "衝撃波と渦輪干渉による散乱波" 平成7年度衝撃波シンポジウム. (印刷中). (1996)
• [文献書誌] 徳川直子、神部勉: "衝撃波と渦の相互作用による散乱波の観察" 平成7年度衝撃波シンポジウム. (印刷中). (1996)