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2014 年度 実績報告書

ディスク形MHD加速機によるエネルギー印加時のプラズマ挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24760242
研究機関和歌山工業高等専門学校

研究代表者

竹下 慎二  和歌山工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (30616800)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード電磁流体力学 / MHD / 空気プラズマ / 数値解析 / ディスク形
研究実績の概要

ディスク形MHD加速機は、これまで国内外で盛んに研究されていた直線形MHD加速機に比べ、1)熱損失の大きさとチャネル出口付近でのプラズマ温度の低下を懸念する必要が全くない、2)ディスク形チャネルと一対の電極、超伝導磁石という、直線形MHD加速機より単純な構造、3)全体的にコンパクトな加速システム、という利点があった。しかし、これまでのディスク形MHD加速機に関する研究は、準1次元非定常数値解析によって得られた結果で、チャネル長に対しての断面積変化による平均的なものであったため、局所的な変化がわかりにくいという欠点があった。
そこで、本研究課題ではr-z非定常2次元数値解析コードを開発し、1)既知の実験結果と非定常準1次元解析コードを用いて、シミュレーション結果の妥当性を検証する、2)電流-磁界変化(一様及び局所的な変化)によって、加速効率特性を示す、3)チャネル入口近くでの圧力上昇やそれに伴うプラズマ挙動や加速性能への影響を検討することを目的とした。とりわけ、1)の目的についてはMHD領域部の拡張をまず行い、その後流入部及び排出ノズル部への拡張を順次行っていくこととしていた。
解析スキームとして、TVD-MacCormack法を用い、さらに出口境界条件を外挿または自由流出として数値解析コードの開発を行った。しかしながら、開発したコードが未完成であり満足のいく結果が得られなかった。その原因としては、スムースな研究引継ぎが出来なかったこと、検証作業に十分取り掛かれなかったことなどが挙げられるが、引き続き数値解析コードの開発を行う必要がある。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] Study of Power Generation and Acceleration using by Small MHD Channel2014

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ikoma, Kyohei Maruyama, Shinji Takeshita, Toru Sasaki, Takashi Kikuchi, Nobuhiro Harada
    • 学会等名
      The 3rd International Conference GIGAKU in Nagaoka (IGCN2014)
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-22

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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