研究課題
前年度の結果によって、無隔膜衝撃波生成装置のピストン駆動速度の高速化の必要性が明らかとなり、性能向上のための改良が試みられた。高圧室の背後に新たに真空室を設け、第２ピストンを設置して、２段階の減圧システムを構築した。この改良により、主ピストンの磁力による位置保持支援と新たに導入した減圧システムによる主ピストン背後の減圧時間の短縮化の２つの効果によって、主ピストンの駆動速度を高めることに成功し、空気中にマッハ数にして1.5に近い強い衝撃波を生成させることに成功した。続いて、水中衝撃波への変換については、質量の小さな膜状物の衝突では、水中での強い圧力生成が難しいことから、キャビテーション気泡の運動による衝撃波生成の活用を試みた。衝撃波生成装置で生成する衝撃波を用いて、少量の水をオリフィスを介して水中へ送り込んだ。その際、水流の加速に伴う減圧効果によってキャビテーションが生成され、周囲の水圧による自己崩壊運動によって水中衝撃波が生成されると考えた。しかしながら、噴射圧が弱く、キャビテーション現象を誘起することができなかった。以上の結果を踏まえて、キャビテーション法から本衝撃波生成装置による加速飛翔体の水面衝突による直接的な水の圧縮による水中衝撃波生成方法へ切り替えた。無隔膜衝撃波生成装置の性能向上によって、約100 m/sの速度で飛翔体を射出することが可能となり、飛翔体の水中貫入時の現象を可視化実験によって確認した。その結果、明確な水中衝撃波の生成が確認された。また、水中衝撃波生成直後の衝撃波面通過時に生じる圧力変動は、7 MPaを超える結果が得られた。本結果から、無隔膜衝撃波生成装置を活用した飛翔体の高速水面衝突方式を用いることにより、従来の爆薬や放電方法に代わる新たな水中衝撃波生成法として、安全かつ省エネルギーな水中衝撃波生成を圧縮気体により実現できることが示された。
すべて 2019 2018
すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件)
Journal of Applied Physics
巻: 124 ページ: 213301～213301
10.1063/1.5052521
Ultrasonics Sonochemistry
巻: ー ページ: ー
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.10.001
Proceedings of the 10th International Symposium on Cavitation (CAV2018)
巻: - ページ: 1-4
可視化情報学会誌
巻: Vol.38, Suppl. No.1 ページ: ー
巻: Vol.38，Suppl. No.1 ページ: ー
