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超音速流中における物体周りの流れと気体の混合過程の解明

阐明超音速流动中物体周围的流动和气体的混合过程

基本信息

批准号：
09750177
负责人：
小原哲郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

極超音速輸送機の推進器として超音速流中で燃焼を行うスクラムジェットエンジンが有望視されている。スクラムジェットエンジンの開発するには、マッハ数が大きく変動する超音速流中で安定した燃焼を保持することが必要であり、乱流混合拡散火炎による燃焼が最適と考えられている。乱流混合拡散火炎による燃焼の保持の可否は、燃料と酸化剤の乱流混合過程に依存する。混合と保炎の促進及び燃料噴射を行う機構としてストラット保炎器がある。ストラットの形状及び姿勢の決定には、ストラット周りの流れ場を調べることが重要である。さらに、ストラットから燃料を噴射する際にストラット周りの流れ場を把握する必要がある。本研究では、まずマッハ数3の超音速流中におけるストラットを模した二次元非対称くさび周りの流れ場の可視化を行った。次に、マッハ数3の超音速流中に気体噴射口を設けた平板を設置し、気体を主流に対して垂直に噴射した際の平板上の流れ場を可視化した。実験において、超音速流の生成には無隔膜型衝撃波風洞を使用し、流れ場の可視化にはカラーシュリーレン法を用いた。実験を行うに当たり、衝撃波風洞の作動特性を予め把握するため、無隔膜バルブ内のピストンの運動を考慮して数値計算による解析を行った。衝撃波風洞の作動特性に関する数値計算の結果、観測部に形成される一様流の持続時間、衝撃波管内の圧力波の挙動などの作動特性を把握することができた。二次元非対称くさび周りの流れ場の可視化実験では、非対称三角柱周りに形成された流れ場を可視化した。その結果、くさび先端の付着衝撃波、くさび肩部の膨張波領域などの構造を明らかにした。気体の垂直噴射を伴う平板上の流れ場の可視化実験では、噴射気体としてヘリウムを用いた。写真より気体噴射に伴う弓形衝撃波が捉えられ、噴射気体の全圧が大きいほど主流中への噴射気体の貫通が良いことが確認できた。

The propeller of the hypersonic conveyor is a supersonic flow in the middle of the supersonic flow.スクラムジェットエンジンの开発するには, マッハnumber が大きく変动するで stabilization in supersonic flow It is necessary to keep the flames burning, and the turbulent flow to mix and spread the flames is the most suitable way to burn the flames. The turbulent mixing process depends on the turbulent mixing process of fuel and acidification. The mixing and flame-preventing accelerator and the fuel injection mechanism and the flame-preserving device are used. The shape and posture of the ストラットのdetermination には, the ストラットweek りの流れ field べることがimportant である.さらに, ストラットからfuel をejector するinterior にストラットweek りの流れfield をgrasp するnecessary がある. In this study, the visualization of the supersonic flow in the supersonic flow model and the two-dimensional non-column model of the supersonic flow field was carried out. Subsequence, マッハnumber 3 in the supersonic flow, the jet port of the body in the supersonic flow is set up on the flat plate, and the main stream of the body is set vertically in the supersonic flow, and the flow field is visualized on the flat plate.実験において, supersonic flow generation and non-diaphragm shock wave wind tunnel use, and flow field visualization method use.実験を行うに为たり, 撃撃波风tunnel's operating characteristics を于め综合するため, no separation The movement of the membrane inside the film is calculated by considering the numerical value and analyzing the movement. The operating characteristics of the blast wave wind tunnel are calculated as a result of numerical values, and the measurement part is formed as a flow. The operation characteristics of the holding time and the pressure wave in the impulse wave tube are controlled. The visualization of the two-dimensional non-symmetrical flow field around the two-dimensional triangle is the visualization of the flow field around the non-symmetrical triangular prism. The results of the その, the tip of the くさび bear the impact wave, the expansion of the shoulder of the のなどの structure を明らかにした. The vertical jet of the 気 body is accompanied by the visualization of the flow field on the flat plate, and the use of the jet 気 body is used. The photo of the jet body jet is accompanied by the bow-shaped rush wave and the wave is captured, and the jet body is fully compressed and large. The mainstream is in the mainstream and the jet body is penetrated and the good one is confirmed.