| 研究課題/領域番号 |
18H03813
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
佐宗 章弘 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40215752)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 衝撃波 / 乱流 / 衝撃波管 / 圧力場 / 光学可視化計測 |
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| 研究実績の概要 |
一様等方性乱流による衝撃波変調を調べるため、衝撃波マッハ数、乱流場の干渉前圧力、乱流マッハ数、衝撃波伝播距離等をパラメトリックに変化させた実験を行った。その結果、衝撃波マッハ数が比較的低く、乱流マッハ数が比較的高い条件において、衝撃波面のシュリーレン画像が検知できなくなる条件を見出した。また、この条件は、衝撃波‐乱流干渉距離に大きく依存することを明らかにした。特に、パンチングメタルを多層で設置することによって、波面背後の圧力一様性を保ったまま衝撃波マッハ数が１に近い弱い衝撃波（衝撃波マッハ数1.01程度）を生成することに成功した。さらに、干渉距離のばらつきを小さく抑えるために、隔膜破断方法に工夫を加えた。衝撃波面の可視化方法として、光路長10m以上のシャドーグラフ法を基本的に採用したが、干渉が強くなって波面検知が困難になった条件では、より感度が高いシュリーレン法に切り替えた。また、衝撃波管内で格子背後に生成された格子乱流の校正実験では、格子での反射衝撃波による温度上昇をコールドワイヤーで計測し、流速校正に利用した。その結果、壁面付近では、総温が2～3K程度低下して温度勾配ができていること、それを除くコア流れ領域が約80mm程度の長さであることがわかった。光学可視化実験では、この結果を踏まえて、可視化部の中央付近の現象のみで評価した。また、要素実験として、円柱後流あるいは対向噴流と垂直衝撃波の干渉実験を行い、多次元性の影響などの知見を得た。
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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
衝撃波‐乱流干渉を３変数独立で調べた実験例は、世界初である。
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| 今後の研究の推進方策 |
衝撃波マッハ数、乱流マッハ数、干渉距離の３変数を独立させた干渉実験データをより充実させるとともに、衝撃波面消失を理論的に説明するモデルを構築する。また、衝撃波管実験における隔膜破断の挙動について、より詳しく調べる。
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