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2022 年度 実施状況報告書

トワイマン・グリーン干渉計を用いた超小形超音速噴流の定量的可視化計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04290
研究機関北九州市立大学

研究代表者

仲尾 晋一郎  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (40331029)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード可視化 / 噴流 / 密度の定量化 / 衝撃波 / トワイマン・グリーン干渉計 / マッハ・ツェンダー干渉計 / 3次元
研究実績の概要

干渉計を用いて不足膨張状態にある矩形マイクロジェットについての実験を行い.現在のところ以下の結果が得られた.

(1)対称断面における噴流境界は,ノズル出口から下流方向に向かうにつれて緩やかに外側に広がるが,第1ショックセルの下流の噴流境界は複雑な形状を示す.それに対して,対角断面における噴流境界は,ノズル出口直後に初めわずかに広がった後,噴流中心軸方向に収縮し,第1ショックセル直後では流れ方向に平行となる.また,第1ショックセル内部にマッハステムと遮断衝撃波に挟まれた台形状の低密度領域が現れる.さらに,遮断衝撃波がマッハステムの3重点で反射した衝撃波の直後に3角形で囲まれる密度の極大値をもつ領域が生じる.

(2)噴流の中心軸に垂直な断面において,マッハステムの上流にひし型形状の等密度線,下流には十字型形状の等密度線が現れる.これらの形状の輪郭はノズル圧力比の増加とともに鮮明になる.また,対称断面と対角断面において,マッハステムは,ノズル圧力比の増加に伴い下流に移動し長くなる.対称断面においては,マッハステムの中心部は下流に移動するにしたがって下流に凸となる形状になる.対角断面においては,観察されるマッハステムの形状は圧力比に関係なくほぼ流れに垂直である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナの影響による遅れを2022年度は取り戻せたが,2023年度は再びコロナの影響が出て,少し遅れた.実験や数値計算の再現性の確認や学会での発表や論文投稿が予定より遅れている.

今後の研究の推進方策

現在までの進捗状況で述べた通り,わずかに遅れがあり,実験結果と数値解析結果の再現性を確認するための追加実験の実施と国際会議で発表することおよび論文投稿を行う予定である.

次年度使用額が生じた理由

実験結果と数値解析結果の再現性を確認するための追加実験の実施と国際会議で発表することおよび論文投稿を行う予定である.

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公開日: 2023-12-25  

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