| 研究課題/領域番号 |
25420134
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
北川 一敬 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50278230)
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| 研究分担者 |
大谷 清伸 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (80536748)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 水中爆発の減衰 / 爆発環境緩和技術 / 水中爆発の軽減 / 衝撃波 |
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| 研究実績の概要 |
水中爆発で発生した衝撃波，水流ジェット，爆発ガス運動を各種形状の空隙媒体によって抑制し，過剰圧，衝撃力の減衰と物体損傷規模の縮小にかかる軽減効果の解明するために，水面近傍に凹凸形状の剛体壁と空隙フォームを模擬構造体と見立てて設置し，水中爆発によって出来る衝撃波の伝播・反射・回折や爆発ガスの変形挙動が構造体に及ぼす影響を調べ，以下の結果を得た．
１．凹凸剛体壁と凹凸空隙フォームのガスバブルの最大直径を比較すると，縦:7.6%，横:5.2% 小さくなり，ポリウレタンフォームはガスバブルの膨張を抑制する．
２．凹凸空隙フォームではポリウレタンフォームの音響インピーダンスの影響によって，剛体壁と逆向き(下向き)の水流ジェットが発生する．フォーム面で反射した波は，媒体の音響インピーダンスによって，膨張波はガスバブル内で圧縮波に変わる．このことがガスバブルの膨張抑制に関係した．
３．凹凸空隙フォームを設置した場合，水流ジェットと二次衝撃波の過剰圧の最大値が減衰される．
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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
１．物体にかかるインパルス緩和効果の評価－平成25年度から評価方法の確立を目指しており，衝撃波と水中爆発のガス球の可視化結果，過剰圧とバブルパルスの圧力値とインパルスを求める事で緩和効果の評価を行えることが確認できた．
２．水流ジェットと衝撃波の衝撃圧減衰法の確立－平板，凹凸形状，空隙構造などを試し田結果，空隙フォームを用いる事で減衰手法を確立する事が出来た．この衝撃手法のキーは媒体の音響インピーダンスとその形状である．
３．数値解析との比較・検証－2次元軸対称系でのモデルによる計算結果は実験結果をほぼシミュレートしている．3次元計算を開始したが，ガス球の評価が不完全であり，今後改善を行う余地がある．
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| 今後の研究の推進方策 |
１．数値解析との比較・検証－水中爆発周りの流れ場のPIV計測によって速度を計測し，数値解析と比較を行う．
２．空隙媒体を用いた水中爆発環境の衝撃圧減衰法と水流ジェットの緩和法の確立－平成25年度・平成26年度の研究結果からもある程度の緩和手法の確立は可能となったが，物体に作用する慣性力を加速度から算出し，微小スケールから実スケールへの評価方法の確立を目指す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
東北大学において，水中爆発実験を行っているため，本学使用予定のアジ化銀の消費量が少なく済んだため．
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究に必要な消耗品を購入する．
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