同軸噴射器形状が極低温高圧推進剤の混合拡散燃焼過程へ及ぼす影響の解明

2017 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04202
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 坪井 伸幸 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (40342620)
• 研究分担者: 寺本 進 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30300700)
• 連携研究者: 越 光男 横浜国立大学, 環境情報研究院, 客員教授 (20133085) ; 林 光一 青山学院大学, 理工学部, 名誉教授 (60156437) ; 徳増 崇 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10312662) ; 津田 伸一 九州大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00466244) ; 寺島 洋史 (石原 洋史) 北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20415235) ; 清水 太郎 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究員 (00446600) ; 朝原 誠 岐阜大学, 大学院工学研究科, 助教 (40633045) ; 森井 雄飛 早稲田大学, 次世代自動車研究機構, 次席研究員(専任講師クラス) (50707198) ; 永島 浩樹 琉球大学, 工学部, 助教 (00759144) ; 武藤 大貴 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門・宇宙航空プロジェクト, 研究員 (80795815) ; 小澤 晃平 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (90801879)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ロケット / 航空宇宙工学 / 流体工学 / 熱工学 / 水素 / 超臨界流体

研究成果の概要

高圧条件下での超臨界燃焼流体に対する熱力学的特性・流体力学的特性を明らかにするために，(1)単成分流体解析(2)多成分流体解析(3)実験 を実施した．単成分流体解析では，ILES/RANS hybrid法を用いて同軸の極低温超臨界窒素噴流を解析し，平均内側噴流長さについて過去の実験や数値計算との比較により妥当な結果を得ることができた．多成分流体解析については，エネルギー方程式と圧力発展方程式の両方を解くハイブリッド法を開発し，圧力振動を抑制することが可能となった．実験については，冷却チャネル内を流れる超臨界・亜臨界条件下の極低温窒素流について可視化画像や温度分布などを取得した．

自由記述の分野

熱流体工学