先細ノズルからの超音速自由噴流および衝突噴流に関する研究

锥形喷嘴超音速自由射流和冲击射流研究

• 批准号: 05650179
• 负责人: 岩本 順二郎
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 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-05650179/
• 关键词: 不足膨張噴流; 先細ノズル; 超音速流れ; 衝突噴流; TVD法; マッハツェンダー干渉法; シャドウグラフ法; 衝撃法

先細ノズルから、臨界圧力(大気圧の1.89倍)以上で空気を大気に噴出させた場合、不足膨張噴流が得られる。この噴流の下流に流れに垂直に平板を置くと、平板前方に衝撃波が生じる。この衝撃波と平板の間は、ノズル・平板間距離、ノズル前後の圧力比によって、逆流あるいは渦の発生、流れの振動等のいろいろな流れパターンが生じる。本研究では、これらの現象を解明することが最終目的であるが、本年度は、主として平板のない場合の自由噴流の流れ場の詳細な構造を明らかにすべく、実験と、数値計算を行った。実験は、超音速噴流チャンバーに取り付けられた出口径10mm、ノズルの内側表面のアール20mmの先細ノズルを用い、ノズル前後の圧力比を3.0を中心に変化させて、主にシャドウグラフ法とマッハツェンダー干渉法を用いて、不足膨張自由噴流の流れ場を求めた。又同時に非粘性、軸対称流れを仮定してTVD法による数値計算を行い、流れ場の諸量を求めた。その結果、噴流の形状、斜め衝撃波の位置、マッハディスクの大きさ、セルの長さ等については、実験結果と、数値計算結果は非常に良く一致することが分かった。但し、マッハディスクの発生し始めるノズル圧力比に関して、若干のずれが認められ、この点の取り扱いを検討する必要があること、また、場合によっては、粘性、あるいは乱流を考慮する必要が出てくる可能性もある。いずれにしても、まずこの計算方法で、噴流中に衝突板を置いた場合の流れ場を詳細に調べる予定である。

Carefully ノ ズ ル か ら, critical pressure (large 気 圧 の 1.89 times) above で empty 気 を big 気 に overflowing さ せ た occasions, insufficient expansion jets が ら れ る. The downstream に flow れに of the <s:1> <s:1> jet flow <e:1> is placed perpendicularly to the に plate を at くと, and the に impact wave が in front of the plate generates じる. こ の blunt shock wave と tablet の は, ノ ズ ル, plate, the distance between ノ ズ ル の before and after pressure than に よ っ て, counter-current あ る い は vortex の 発 birth, flow れ の vibration etc. の い ろ い ろ な flow れ パ タ ー ン が raw じ る. This study で は, こ れ ら の phenomenon を interpret す る こ と が final purpose で あ る が, this year's は, main と し て tablet の な い occasions の free jet の の れ field detailed な tectonic を Ming ら か に す べ く, be 験 と line, the numerical calculation を っ た. Be 験 は, supersonic jet チ ャ ン バ ー に take り pay け ら れ た diameter 10 mm, ノ ズ ル の medial surface の ア ー ル 20 mm の carefully ノ ズ ル を い, ノ ズ ル の before and after the pressure ratio を 3.0 に を center - the さ せ て, main に シ ャ ド ウ グ ラ フ method と マ ッ ハ ツ ェ ン ダ ー を dry involved method with い て, shortage of free jet を れ の flow field Youdaoplaceholder0. At the same time, に non-viscous, axial symmetrical flow れを仮 is determined by the <s:1> てTVD method による values to calculate the を row れ and flow れ field <s:1> quantities を to find めた. そ の results, jets の shape, oblique め の position and shock wave マ ッ ハ デ ィ ス ク の big き さ, セ ル long の さ に つ い て は, be と 験 results, the numerical calculated results agree very good に く は す る こ と が points か っ た. But し, マ ッ ハ デ ィ ス ク の 発 beginning し め る ノ ズ ル pressure than に masato し て, several の ず れ が recognize め ら れ, こ の point の take り Cha い を beg す 検 る necessary が あ る こ と, ま た, occasion に よ っ て は, viscous, あ る い は turbulence を consider す る が out necessary て く る possibility も あ る. い ず れ に し て も, ま ず こ で の calculation method, jets に conflicts in boards を い た occasions の を れ field detailed に adjustable べ る designated で あ る.