微粒子を含む高速気流中におかれた物体まわりの流れ現象の解明

阐明放置在含有细颗粒的高速气流中的物体周围的流动现象

• 批准号: 04650141
• 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: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650141/
• 关键词: 圧縮性流れ; 固気混相流; 超音速流; 鈍頭物体流れ; 微粒子-気体流れ; 衝撃波管; 衝撃波風洞; ノズル始動過程

1.微粒子-気体衝撃波管を用いて,微粒子を含む気体中に置かれた円柱を過ぎる衝撃波の挙動,および衝撃波によって誘起された円柱まわりの微粒子-気体高速流れの特性を、カラーシュリーレン法(本補助金の設備備品費で購入したCCDカメラ,ビデオデッキ,カラービデオモニターを使用)と二重露光ホログラフィー干渉計法で可視化し,調べた.その結果,(1)円柱背後には微粒子の存在しない空白領域が存在すること,(2)円柱背後のよどみ点近傍および対称軸上に粒子濃度の高い領域が存在すること,(3)円柱背後に発生するうずへの粒子のエントレイメントの様相,などが明らかにされた.また,円柱よどみ点上の衝撃圧力の測定がなされ,微粒子を含む場合と含まない場合の衝撃圧力の差異が明らかにされた。2.微粒子-気体衝撃波風洞ノズル内の微粒子-気体超音速流れが,シュリーレン法とホログラフィー干渉計法で調べられた.その結果,(1)ノズルの始動過程において,微粒子はノズルの中心軸上に集中すること,(2)ノズル内の微粒子-気体超音速流中におかれた鈍頭物体(球)の前方に発生する衝撃波は,微粒子の存在によりその形状は変形すること,などが明らかにされた.3.反射形微粒子-気体衝撃波周洞ノズルの始動過程が,微粒子-気体流れがモデル化され,数値シミュレートされた.すなわち,Euler方程式およびNavier-Stokes方程式がTVD差分法を用いて数値的に解かれた.その結果,(1)ノズル内の二次衝撃波の形成過程,(2)二次衝撃波がノズル壁面上で発達する境界層と干渉し,分枝衝撃波となること,などが明らかにされた.

1. The characteristics of high velocity flow of particles and gases induced by shock wave induced by shock wave induced by shock wave The results are as follows: (1) There are no particles in the blank area behind the cylinder;(2) There are no particles in the high concentration area near the center point behind the cylinder;(3) There are no particles in the blank area behind the cylinder. In addition, the measurement of impact pressure at the center of the column is also carried out, and the difference in impact pressure between the case where particles are contained and the case where particles are contained is clearly explained. 2. Microparticle-gas supersonic flow in particle-gas shock wave wind tunnel The results are as follows: (1) During the initial process of micro-particles, the micro-particles are concentrated on the central axis;(2) Shock waves are generated in front of blunt objects (spheres) in the micro-particle-gas supersonic flow;(3) The initial process of micro-particles-gas shock waves is reflected. The particle-particle flow is very difficult to control, and the numerical value is very high. Euler equations and Navier-Stokes equations are solved by TVD difference method. The results are as follows: (1) The formation process of secondary shock wave in the wall;(2) The boundary layer of secondary shock wave on the wall;

项目成果

三上 英寿・杉山 弘 ほか: "衝撃波風洞内の流れに関する実験的および数値解析的研究" 日本機械学会講演概要集. No.922-1. 67-69 (1993)

Hidetoshi Mikami、Hiroshi Sugiyama 等人：“冲击波风洞中流动的实验和数值分析研究”日本机械工程师学会讲座摘要第 922-1 号（1993 年）。

杉山 弘(分担執筆): "流れの可視化今・昔-流れの可視化シンポジウム20年を記念して-" 可視化情報学会, 288 (1994)

Hiroshi Sugiyama（撰稿人）：“流动可视化时时 - 纪念流动可视化研讨会 20 周年”可视化信息协会，288（1994）

杉山 弘: "衝撃波現象の基礎と応用" 日本機械学会第32回北海道支部講習会「先端技術の動向と地域で生れた応用例」教材. 1-9 (1994)

杉山浩：《冲击波现象的基础与应用》日本机械工程学会第32届北海道分会研讨会资料《先进技术的动向与当地应用》1-9（1994年）