| 研究課題/領域番号 |
19K04204
|
|---|
| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
谷口 茂 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (00626880)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 衝撃波工学 / 非平衡熱・統計力学 / sub-shock / 拡張された熱力学 / 多原子分子気体 / 球面衝撃波 / 円筒衝撃波 / 相似解 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では、従来の理論よりも広い適用可能範囲を持つ「拡張された熱力学（ET）」理論に基づき、衝撃波の解析を行う。特に、これまでに十分な解析がなされてこなかった、不連続面（sub-shock）をともなう強い衝撃波に注目して解析を行い、その性質を明らかにすることを目的とする。
本研究課題の初年度にあたる本年度では、今後の解析の基礎となるような方程式系や、sub-shock形成の必要条件の導出を行った。あわせて、衝撃波解析を行うための計算機やプログラムの整備も行った。得られた主な成果は以下の通りである。
(1) レーザー照射や爆発などによって生じる、球面衝撃波や円筒衝撃波の解析を行った。多原子分子気体に対するET理論に基づき、相似解を記述する方程式系を導出し、さらに導出した方程式系を数値的に解析して相似解の性質を明らかにした。得られた相似解は、Euler方程式系に基づく従来のSedov-von Neumann-Taylor解を特別な場合として含んでおり、動圧の影響を取り込んだより精密なものと位置付けられる。本解析により、動圧が球面衝撃波や円筒衝撃波の構造に大きな影響を与え得ることを定量的に示した。
(2) 多原子分子混合気体に対するET理論に基づく衝撃波構造の解析も進めた。sub-shockが形成されるための必要条件を解析的に求め、その分類まで完了した。解析的に求められるのは必要条件のみであり、sub-shockが形成されるかどうか結論するためには、数値解析の援用が必須となる。現在、次の段階に向け、衝撃波構造を計算するための数値解析プログラムを構築中である。
|
| 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
以下の二つの内容について、計画していた解析を予定通り進めることができているため。
(1) 球面衝撃波および円筒衝撃波について、拡張された熱力学に基づく相似解の導出とそれに基づく数値解析の双方を問題なく達成できた。
(2) 多原子分子混合気体中の衝撃波の解析にも着手できており、sub-shock形成のための必要条件を求め、その分類まで完了できた。現在、数値解析プログラムの構築に着手し、これも順調に進めている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題は順調に進んでおり、得られている結果も良好であるので、研究計画を変更することなく進める予定である。来年度は、混合気体中の衝撃波に集中して取り組みたいと考えている。数値解析プログラムを早い段階で完成させ、整備してきた計算機を用いて数値計算を進める。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
出席した国際会議が招待講演となり、滞在費の補助が得られたため。
（計画）
可能な限り、国内外の学会で結果を広く報告する。
|
