2007 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 The University of Kitakyushu, 国際環境工学部, 教授 (30037759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮里 義昭 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (30253537)
片野田 洋 鹿児島大学, 工学部, 准教授 (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 |
現有の高圧空気源装置を利用して製作した複合チョーク及び複合衝撃波実験装置を用いて、実験と複合チョークに関する数値解析を行った.本年度に得られた成果はつぎのとおりである.
1.先細ノズルを通る複合流れにおいて、ノズル出口で複合チョークが生じている場合でも、ノズル下流の背圧を下げると、ノズル出口近傍の流れは変化し、出口の断面平均マッハ数は1より大きくなる.これより複合チョークはノズル出口で生じるのではなく、出口より少し上流のある区間にわたって生じる.
2.複合チョークが生じるときのノズル前後のよどみ点圧力比は単純な一次元理論による理論値より小さく、その値はチョーク断面における速度分布が一様速度分布から離れるほど小さくなる.
3.円形断面をもつ先細ノズルを通る圧縮性流体の流れを三次元的に数値解析した結果、流れの中の音速線は背圧の減少とともにノズル出口から上流へ移動し、上述の実験結果と同様の結果が得られた.したがって、複合チョーク現象は三次元的構造をもっており、複合チョーク領域として考える必要がある.
4.複合流れにおける音波、すなわち複合音波の形状はノズル内で分枝した三次元形状をしているが、伝ぱ速度は従来の一次元モデルによる値に大体等しい.複合流れがチョークしてさらに膨張すると、複合衝撃波が形成され、流れは極めて複雑になる.
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