流路内の圧縮性乱流境界層と衝撃波の干渉現象の解明

流道中可压缩湍流边界层与激波干涉现象的阐明

• 批准号: 05650154
• 负责人: 杉山 弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650154/
• 关键词: 圧縮性流れ; 超音速流; 衝撃波; 境界層; 衝撃波と境界層の干渉; 擬似衝撃波

正方形断面を有する直管路内の圧縮性乱流境界層と多数の衝撃波の干渉の結果生ずる,いわゆる擬似衝撃波の内部構造の解明を,カラーシュリーレン法と二重露光レーザホログラフィ干渉計法による可視化,二次元レーザドップラ流速計(LDV)による境界層内の速度分布測定,および圧力変動測定(FFTアナライザを使用)により行った.本研究成果をまとめると次のようになる.(1)カラーシュリーレン写真より,壁面圧縮性乱流境界層とλ形先頭衝撃波,わん曲第2衝撃波,第3衝撃波がいかに干渉するかを明らかにした.また,擬似衝撃波のホログラフィ干渉計写真より,擬似衝撃波の各位置で,密度は上昇,その後減少する,すなわち各衝撃波背後で,気流は膨張(post-shock expansion)することを明らかにした.(2)擬似衝撃波直前から擬似衝撃波終了位置までの広い範囲にわたって流れ方向の流速分布をLDVにより詳細に測定した.その結果,次の諸点が明かとなった.境界層内の流速は先頭衝撃波前枝の影響を受け減少する.境界層は先頭衝撃波による圧力上昇の影響を受け急激に厚くなる.先頭衝撃波直後の位置では,中心部の流速は先頭衝撃波の垂直部分の影響を受け減速する,最大流速は境界層の外縁近くに現れる.擬似衝撃波終了点近くでは,流速分布形状は放物線形状になり,最大流速は流路中心部に現れる.(3)擬似衝撃波内の圧力変動測定を行った.その結果,擬似衝撃波の振動と圧力変動の関連が明かとなった.(4)圧縮性乱流境界層と衝撃波の干渉現象の本質部分を示す圧縮性境界層の乱流特性(変動速度,乱れエネルギ,レイノルズ応力など)に関する基礎データを国内で初めて取得した.

Within a square cross-section を has す る straight road の 圧 shrinkage turbulence boundary layer と most の blunt shock wave の dry involved の result born ず る, い わ ゆ る quasi blunt shock wave の internal structure の interpret を, カ ラ ー シ ュ リ ー レ ン method と double exposure レ ー ザ ホ ロ グ ラ フ ィ dry involved meter method に よ る visualization, secondary yuan レ ー ザ ド ッ プ ラ velocimeter (LDV) に よ る の speed within the boundary layer Degree distribution measurement,および pressure variation measurement (used for FFTアナラ ザを ザを)によ row った. This research を ま と め る と times の よ う に な る. (1) カ ラ ー シ ュ リ ー レ ン photo よ り, wall 圧 shrinkage turbulence boundary layer と lambda form vanguard blunt shock wave, わ ん blunt shock wave 2, 3 blunt shock wave が い か に dry involved す る か を Ming ら か に し た. ま た, quasi blunt shock wave の ホ ロ グ ラ フ ィ dry involved meter photo よ り, quasi blunt shock wave の で each position, The density そ increases and then decreases する,すなわち behind each impact wave で, and the gas flow <s:1> expands (post-shock Expansion) す る こ と を Ming ら か に し た. (2) the quasi blunt shock wave ahead か ら quasi blunt end of the shock wave position ま で の hiroo い van 囲 に わ た っ て flow direction れ の velocity distribution を LDV に よ り detailed に determination し た. そ の as a result, all times の point が Ming か と な っ た. は の within the boundary layer flow had rushed shock wave front branch の を by け reduce す る. Boundary layer は had rushed shock wave に よ る pressure rise の を by け nasty shock に thick く な る. Had rushed after shock wave straight の position で は, は の flow to the center had rushed shock wave の vertical slice の を by け deceleration す る, maximum velocity は outside the boundary layer の try nearly く に now れ る. Point near the end of quasi blunt shock wave く で は, velocity distribution shape は put content line shape に な り, maximum velocity は flow center department に れ る. の within (3) the quasi blunt shock wave pressure - dynamic measurement line を っ た. そ の results, quasi blunt shock wave の vibration と pressure - move の masato even が Ming か と な っ た. (4) 圧 shrinkage turbulence boundary layer と blunt shock wave involved phenomenon intrinsically part の を の dry In す 圧 の shrinkage boundary layer turbulence characteristics (- moving speed, disorderly れ エ ネ ル ギ, レ イ ノ ル ズ 応 force な ど) に masato す る based デ ー タ を early domestic で め て obtain し た.

项目成果

宇野直嗣: "超音速二平行流れの乱流混合と垂直噴射による混合促進" 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集. NO.930-49. 324-326 (1993)

Naotsugu Uno：“超音速双平行流的湍流混合和通过垂直注射促进混合”日本机械工程师学会流体工程学会No.930-49（1993）。

杉山弘: "流路内の圧縮性乱流境界層と多数の衝撃波の干渉" 日本機械学会講演論文集. NO.930-63 Vol.C. 262-264 (1993)

Hiroshi Sugiyama：“流动通道中的可压缩湍流边界层与多重冲击波之间的干涉”日本机械工程师学会会议记录 NO.930-63 Vol.C。

新井隆景: "Estimate of Turbulent Mixing of Supersonic Parallel Free Streams by LDV Measurements" AIAA Paper 93-5019,AIAA/DGLR 5th Int.Aerospace Planes and Hypersonic Tech.Conference. (1993)

Takakage Arai：“通过 LDV 测量估计超音速平行自由流的湍流混合”AIAA 论文 93-5019，AIAA/DGLR 第五届国际航空航天飞机和高超音速技术会议（1993 年）。

新井隆景: "衝撃波を伴う圧縮性乱流境界層のLDV測定" 日本流体力学会 26回乱流シンポジウム. (発表予定). (1994)

Takakage Arai：“用冲击波测量可压缩湍流边界层”，日本流体力学学会第 26 届湍流研讨会（计划发表）（1994 年）。