| 研究概要 |
SCRAMジェットエンジン(Supersonic Combustion RAM Jet Engine)やCOIL(Chemical Oxygen Iodine Laser)の実現に向けた技術課題として超音速流体混合技術が挙げられる.今年度は,超音速縦渦対を膨張ランプと圧縮ランプにより壁面近傍に生成し,その崩壊過程を詳細に観察した。特に,膨張ランプの角度を変化させ,流れ場を詳細に明らかにした。その結果,膨張ランプの角度が7度～10度の場合,縦渦の成長が最も大きいことが分かった。ここことを系統的に調査するため,流入境界層を層流から乱流に遷移させ,せん断層の強さを変化させて実験を行った.その結果,縦渦の成長は,渦の循環に比例し,縦渦対の距離と主流速度に反比例することが分かった.次に,壁面にキャビティーを設け,流れに撹乱を導入した実験を行った.その結果,縦渦の不安定振動数に近い圧力変動が導入された場合に,縦渦が早期に崩壊する可能性を示した.一方,数値解析では,超音速縦渦の不安定性解析を行い,縦渦に特有の不安定波現象があることを見出した。これは,可視化結果からみられる縦渦の不安定変動と定性的に一致することを確認した。
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