| 研究概要 |
爆発事故,自然災害における衝撃波の被害は甚大であり,被害予測と対策は重大な安全管理項目である.また衝撃波と空隙を有する弾性体の干渉に関連して,フォーム類による衝撃波の緩和効果や衝撃波が生体に及ぼす影響等工学医学応用を目的とした研究が行われている.
本研究では縦型ショックチューブ内に高空隙率・低密度のオープンセル型ポリウレタンフォームを3種類の状態で設置し,ショックチューブで発生させたマッハ数Ms=1.28,1.36の衝撃波を衝突干渉させ,そのときの底部の圧力(応力)を測定し,フォームを伝播する衝撃波の減衰効果を調べた.また,高粘度流体中での爆発現象を調査するため,水,シリコンオイル中でアジ化銀を起爆し,伝播圧力の測定および爆発現象を可視化した(1)3種類のフォームの設置ではFixed foam[2]の圧力上昇が緩やかで且つインパルスの値も最小であり,衝撃圧の緩和効果を得た.(2)各設置状態で圧力の立ち上がり部に波形の変化が見られ,Nonfixed foamはフォーム前縁部が自由端であり,フォームの慣性力によってRigid wallより高い応力上昇が観測される.Fixed foam[1]では管周囲で固着しているためNon fixed foamの様な応力上昇はせず,Rigid wallに比べ応力は緩やかに上昇している.Fixed foam[2]は,固定端との間に空間を設けたため,フォームの慣性力が伝わらない.(4)マッハ数が高いとインパルスも上昇し,マッハ数が高いと衝撃波の持つエネルギーが高いため,インパルスも高い値を示した.(5)シリコンオイル中での最大過剰圧は水中の0.47から0.60倍となった.シリコンオイル中では粘度が大きい程,圧力波の伝搬が良好であった.ガスバブルの膨張,収縮運動は粘性によって妨げられる.
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