| 研究課題/領域番号 |
16K06093
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
北川 一敬 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50278230)
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| 研究分担者 |
大谷 清伸 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (80536748)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 水中爆発の減衰 / 爆発環境の緩和技術 / 水流ジェット軽減 / 水中衝撃波 / 衝撃波 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，自然災害，海底火山の災害発生時の減災と水中爆発で生じる被害規模の縮小と軽減への技術応用を最終的な目的とし，物体表面に取り付けた凹凸，半円形と楔形の複雑構造を持つ空隙媒体によって，水中爆発時の衝撃波，水流ジェット，爆発ガス膨張収縮運動の抑制により，物体に加わる過剰圧と衝撃力を減衰・軽減させて，物体損傷規模の縮小にかかる減衰・軽減効果の解明と手法を開発する．本研究期間内の結果は，水面付近に各種形状の媒体近傍に，水中爆発の発生，それに伴う爆発生成ガスの膨張収縮と水流ジェットの衝撃力印加の減衰・軽減について調査した．Foam80はフォームのセル数80個/inchと密度大，Foam50はフォームのセル数50個/inch，Foam13はフォームのセル数13個/inch，Foam50とFoam13の密度は同じ条件である．
フォームのセル数，表面形状と印加圧の関係から，
半円形壁面Foam80＞凹凸形壁面Foam80＞半円形壁面Foam50＞楔形壁面Foam50＞凹凸形壁面Foam13＞凹凸形壁面Foam50
となり，可変空隙媒体の密度が高いほど最大過剰圧・応力値が減少，半円形と凹凸形が優れている．
以上から，平成29年度の研究計画項目はほぼ達成している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
1．凹凸形，半円形壁面では，水中爆発による急激な圧力上昇は確認できない．水中衝撃波の減衰効果は，良好である．
2．入射衝撃波，二次衝撃波と水流ジェット印加時の最大過剰圧・応力と換算インパルスから，半円形，凹凸形壁面Foam80が優れた減衰効果を有する．
3．物体近傍の速度場，媒体固定端の加速度計測から印加時の衝撃力の計測を行い，減衰・軽減効果の評価を行う．
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| 今後の研究の推進方策 |
水中爆発時に発生する衝撃波，二次衝撃波と水流ジェットによる動的破壊挙動を，凹凸，半円形，楔形の可変形の複雑構造媒体によって，物体損傷軽減の評価を行うことが最終的な研究目標である．フォームによる物体形状の影響を調べ，凹凸，半円形状の空隙フォームは，衝撃圧の減衰と水流ジェットを物体から遠ざける事ができ，当初の研究目標を達成した．
特に，水中爆発の減衰と軽減効果は，衝撃波，二次衝撃波及び水流ジェットの減衰を行えばよく，媒体形状(三角，半円)，媒体の密度，空隙率，音響インピーダンスやセル構造分布の変更から最大過剰圧・応力の上昇率と換算インパルス，非定常抵抗などから予測されるので，本テ－マ解決の糸口となる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究代表者助成分に関し，全額使用完了している．
研究分担者助成分に関し，物品費材料購入分で可不足が発生した．次年度に物品費材料購入分に充てる．
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