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2013 年度 実績報告書

極超音速フリージェットによる極端紫外プラズマ光源の定常化への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 24656061
研究機関東京工業大学

研究代表者

堀岡 一彦  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (10126328)

キーワード超音速流 / フリージェット / ディフューザー / 衝撃波 / デトネーション
研究概要

密度分布が制御可能で局在化したガス標的層を形成するために,超音速ミニチュア・ラバールノズル,ビーム標的室を模擬した真空容器,およびディフューザーで構成される試験装置を製作,超音速フリージェットの形成実験を行い,ノズルやディフューザー形状に対する有効マッハ数と圧力回復特性の変化を明らかにした。その結果,超音速のフリージェットは非常に散逸的で,圧力回復率は垂直衝撃波による回復を基準とした値の20%程度であり,定常的にガスジェットを形成するにはディフューザー形状を最適化することが非常に重要である事が明らかになった。
また,試験装置を用いた流体実験で得られた圧力特性は超音速ノズル内部での非平衡凝縮過程を反映していることを明らかにするとともに,凝縮核の成長をモデル化したシミュレーション結果との比較から半実験的に凝縮流を解析できる方法を提案した。提案した解析方法は,凝縮型クラスター生成実験の際にサイズ分布の予測や高フラックス化の指針を得るために有効であることを示した。
さらには,CO2レーザーを用いて標的ガスとレーザー相互作用実験を行った。その結果,μ秒級のパルス幅のCO2レーザー照射によって駆動されるガス標的中のプラズマは常にデトネーション状態(衝撃波とレーザーエネルギーの吸収領域が相互作用を行いながら高速に移動する状態)で進展すること,さらには金属標的が共存するとレーザーの吸収領域は,通常の衝撃波による進展モデルでは説明できない高速度でレーザー照射方向に移動することを明らかにした。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Cluster Characterization in Supersonic Nozzles using Semi-empirical Modeling of Non-equilibrium Condensation Flow2013

    • 著者名/発表者名
      K.Takahashi,M.Nakajima, J.Hasegawa, K.Horioka
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 ページ: 024502-1-6

    • DOI

      10.1063/1.4773102

    • 査読あり
  • [学会発表] 極超音速ジェットとレーザー生成衝撃波との相互作用実験2014

    • 著者名/発表者名
      米澤 健,中島充夫,堀岡一彦
    • 学会等名
      核融合科学研究所研究会:パルスパワー応用技術の最前線
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      20140108-20140109

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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