衝撃波閉じ込め領域の制御に向けた壁面表面設計

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本研究では，工業，新エネルギー，材料開発で重要な課題である，衝撃波の多重閉じ込め現象を制御する壁面表面形状の設計指針の獲得と、その実験的実証を行う．噴流誘起衝撃波の壁面-噴流先頭間反射による多重閉じ込め現象を，時間分解観測することで，衝突平板壁面の形状と閉じ込めの効率の関係を明らかにし，圧縮性流体のシミュレーションにより閉じ込めが起こる条件での圧力・密度・速度を調べ，閉じ込めに必要な物理条件を明らかにする．当該年度は閉じ込めに必要な物理条件を明らかにするために，衝撃波の物理条件を変えることができると考えられる凹型形状の反射板を用いた測定実験を行った．特に形状を追加し，凹形状の曲率をパラメータとして実験を行い，形状の特性を調べた．これにより，実験的に衝撃波の収束位置と噴流の位置関係が明らかになった．これは，様々な強さの衝撃波を噴流に衝突させることができることを示しており，今後，数値計算と比較する上で重要になる．以上のように，形状をパラメータとして実験を行い，衝撃波の閉じ込め現象を実験的に解明するために必要な，収束衝撃波の収束過程を詳細に調べた．数値計算については，実験と同条件における三次元解析環境の構築を行った．格子数，格子形状をパラメータとして解析を行い格子依存性を検討した．さらに計算の確かさを確認するために，先行している実験結果と比較を実施し，定性的にほぼ一致すること確認できた．