| 研究概要 |
くさび型ノズルについて、ノズル内流れの可視化実験と二次元数値解析を行った。可視化実験では、ノズル出口部より斜め衝撃波が発生することを明らかにした。また、ノズル内を気体が流出する過程を可視化することによって、斜め衝撃波の発生に要する時間を実験的に求めた。さらに、開き角の異なる数種類のくさび形ノズルについて、発生する斜め衝撃波の角度の違いを明らかにした。二次元数値解析では、予混合型【CO_2】ガスダイナミックレーザ(GDL)についてくさび形ノズル内の流れのシミュレーションを行つた。その結果、斜め衝撃波の形状が可視化実験の結果とよい一致をみた。また、小信号利得係数についての計算結果より斜め衝撃波が小信号利得係数に与える影響を明らかにした。
また、一次元数値解析とノズル下流の並進温度,振動温度測定実験を行った。一次元数値解析では、くさび形ノズルについて、斜め衝撃波の影響を考慮した計算モデルを考え、二次元計算に比べ少ない計算時間で計算が行えるようになった。一次元計算と二次元計算の結果については、現在、実験結果とあわせて比較,検討を行っている。また、強制混合型【CO_2】GDLについて数値解析を行い、混合過程を考慮した計算モデルの構築への足掛りを得た。並進温度,振動温度測定実験では、小信号利得係数を測定することによりレーザ媒質の並進,振動温度を実験的に求める方法について検証し、くさび形ノズル下流での斜め衝撃波の影響を考慮して温度測定を行い、ノズル下流の温度変化のようすを明らかにした。この温度測定法の強制混合型GDLへの適用を現在考えている。
GDLでは高温気体を用いるため、高温における気体の物性を知る必要がある。本年度は、高温気体の基本的な物性のうち一部を実験的に求めた。
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