| 研究課題/領域番号 |
20K04923
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
山田 剛治 東海大学, 工学部, 准教授 (90588831)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | プリカーサ / 衝突輻射モデル / 電子温度 / 電子密度 / アルゴン / CFD |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、アルゴン衝撃波背後の発光分光計測を様々な条件で実施して、プラズマ中の物理量の空間分布特性について調査した。昨年度構築したアルゴン衝突輻射モデル中の物理定数を更新して高精度化した。そして衝撃波背後のアルゴン原子スペクトルの空間分布計測を実施して、計測したアルゴン原子スペクトル強度から電子温度・電子密度・原子密度・並進温度の空間分布特性を取得することに成功した。得られた結果をCFD解析結果と比較して計算モデルの検証を実施した。本計算コードではプリカーサモデルとしては、光電離反応が組み込まれているが、プリカーサ現象を考慮した計算結果は、実験結果の物理量を精度よく再現できることが分かった。
新たな手法として、連続スペクトルを利用した簡易的な電子温度評価手法を構築して、取得したプラズマ中の電子温度を十分な精度で計算結果を再現可能であることが分かった。
また衝撃波前方領域の物理量を取得するために、ラングミュアプローブ計測を実施したが、計測精度が悪く検証に十分な精度の電子密度と電子温度の取得をすることはできていない。現在は、プローブ計測系の改善に取り組んでいる。
熱化学非平衡過程を考慮した２次元楔模型周りの数値解析を実施して、衝撃波による圧縮と模型後方の膨張領域の流れ場の特性について数値的に調査した。これより模型表面付近の流れ場の熱化学非平衡特性が明らかになり空力加熱率への影響を数値的に明らかにすることができた。
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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
プローブ計測による十分な精度の実験結果が得られていないこと以外は、計画通りに研究を進めることができているため。また新たな手法として連続スペクトルを利用した電子温度評価手法を構築することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
プローブ計測システムを改良して、衝撃波前方の電子温度と電子密度を実験的に取得して、１次元流れ場のプリカーサモデルの最終検証を実施する。また２次元楔模型を用いた分光計測と熱流束計測を実施して、２次元数値解析による結果の検証を進めて背面加熱率と流れ場の非平衡過程との相関関係を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
参加予定の国内学会が、最終的にオンライン開催になったために旅費として計上した経費が余ったため。次年度に参加する国内学会の旅費として使用することを計画する。
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