| 研究課題/領域番号 |
09355034
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
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| 研究分担者 |
佐宗 章弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (40215752)
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| キーワード | 極超音速流れ / 光学可視化 / ノズル流れ / 非構造格子差分法 / ホログラフィー干渉計 / 非球面レンズ / デトネーション波 / 衝撃波管 |
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| 研究概要 |
極超音速流れの研究は、我が国が目指すHOPE-Xあるいは有人シャトル計画で、特に、宇宙船の大気圏再突入の軌道設計と熱防御システムの開発を支援する重要な基礎研究である。一方、大気圏再突入の極超音速流れでは、高温にさらされた空気が解離あるいは電離し理想気体の状態方程式から非常に異なる性質、すなわち実在気体効果を示す。極超音速流れの数値計算では実在気体モデルの確立と評価が重要な課題となっているにも関われず、信頼できる実験結果は数少ない。試作するマッハ数20のデトネーション駆動衝撃波管は、極超音速流れで実在気体効果の検証を確実にする実験装置である。この装置開発に関して本年度に得た結果は:
(1) デトネーション駆動衝撃波管の本体は昨年度に完成し、本年度でその隔膜部を設計製作した。
(2) 隔膜部におけるデトネーション波の三次元的な振る舞いを明らかにするために、酸水素混合気中における爆燃駆動衝撃波がデトネーション波に遷移する過程を可視化し、爆燃波面の加速過程を詳細に検証した。特に、局所的な混合層の渦度を制御すれば、爆燃波面の加速を制御できる見通しを得ている。
(3) 二次元流れについて、直通型の極超音速ノズルの始動過程および反射型極超音速ノズルのノズル隔膜の位置と材質がその始動に及ぼす効果を詳細に明らかにした。この結果に基づいて、軸対称ノズル内の流れの可視化を目指して非球面レンズ形状の断面を持つ極超音速ノズルを設計製作した。
(4) 非構造格子を用いる効率的な三次元非定常流れの数値解析法を開発した。
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