2005 Fiscal Year Annual Research Report
圧縮性流体の内部流れにおける複合チョーク現象及び複合衝撃波の三次元構造の解明
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17360083
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
松尾 一泰 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (30037759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮里 義昭 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (30253537)
片野田 洋 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (40336946)
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| Keywords | 圧縮性流体 / 超音速流れ / 衝撃波 / 複合チョーク / 複合流れ |
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| Research Abstract |
圧縮性流体の内部流れにおける複合チョーク現象に関して数値解析的研究と実験的研究を行った。本年度の研究により得られた成果の概要はつぎのとおりである。
1.従来の研究では、複合チョーク現象を解析する際に複合音波という概念が導入されているが、その物理的意味はよく分かっていない。本研究では、速度の異なる二つの平行な亜音速流れに逆らって伝ぱする微小振幅波(複合音波)について二次元数値解析を行い、その波形や伝ぱ速度を調べた。その結果、波形は二つの流れの界面近くで分枝するなどの複合音波の二次元構造が明らかになった。
2.速度の異なる二つの平行な亜音速流れが先細ノズルに流入するときのノズル前後の圧力比と質量流量の関係を数値解析的に調べた。その結果、質量流量が圧力比に無関係となる最小圧力比、すなわち複合チョークが起こる圧力比は先細ノズルの出口断面で音速線が閉じるときの圧力比であることが分かった。この圧力比は従来の一次元理論による圧力比の値に近いが厳密には異なる。
3.現有の高圧空気源装置を利用して、複合チョーク現象と複合音波の特性の解明を目的とした実験装置を製作した。この装置を用いて速度の異なる二つの平行な亜音速流れを断面積一定のダクトに流入させ、下流側から弱い圧力波を流れに逆らって伝ぱさせて、その波形を可視化して調べた。その結果、上記1項で述べた数値解析結果と同様な波形が観察された。
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