高エネルギー電磁ビームに誘起される放電とその工学的応用

高能电磁束诱导放电及其工程应用

• 批准号: 15H02320
• 负责人: 小紫 公也
• 金额: $ 6.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H02320/
• 关键词: エネルギー; レーザー; ミリ波; 放電; プラズマ

高エネルギーのレーザーやミリ波ビームにより誘起される爆轟波を工夫された実験系により純粋な１次元現象に帰し，その計測結果の解析によってレーザーとミリ波の双方の放電・爆轟現象に内在する普遍的な物理モデルを構築することを目的とし，以下の２つの課題について研究を行った．(1) レーザー放電爆轟波１次元伝播実験装置を構築し，従来の実験で使用していた集光された１ミリメートル径レーザービームを，ほぼ平行な７ミリメートル径ビームに拡大し，壁面による側方膨張制限が有るものと無いもので実験を行った．その結果，ビーム径拡大によって爆轟波伝播速度がおよそ２倍になる一方，壁面制限の有無は伝播速度にほとんど影響を及ぼさないことが分かった．Raiser等の理論では，伝播速度と側面への膨張によるエンタルピー流出の関係を直接的に関連付け定式化していたが，今回の実験結果はこの理論では説明がつかず，新しいレーザー爆轟波伝播理論が必要となることが示唆された．(2) ミリ波放電爆轟波の詳細なフィラメント構造を撮影し，その特徴的な放電伸展のメカニズムに迫ると共に，詳細な多次元数値シミュレーション結果との比較を行うため，高解像度（４百万画素）の高速シャッターカメラの選定を行った．また放電実験に用いるミリ波発振器ジャイロトロンの基礎設計を開始した．真空管のボア径をできるだけ小さく設計することで超電導マグネットを小型化し，実験室に収まる装置を製作可能であるとの見通しが立った．本基盤研究Ａに続く，基盤研究Ｓでジャイロトロン装置の製作を行う．

In order to construct a universal physical model for the detonation phenomenon, the following two topics are discussed. (1)The first dimensional propagation device of Li Detonation Wave is constructed, and the first dimensional propagation device of Li Detonation Wave is used. The first dimensional propagation device of Li Detonation Wave is used to collect light. The second dimensional propagation device of Li Detonation Wave is used to collect light. The third dimensional propagation device of Li Detonation Wave is used to collect light. The fourth dimensional propagation device is used to collect light. The fourth dimensional propagation As a result, the propagation velocity of detonation wave is twice as large as that of the bottom wall, and the propagation velocity of detonation wave is directly related to the propagation velocity of detonation wave. A new theory of detonation wave propagation is necessary. (2)The detailed structure of the Li detonation wave is analyzed, and the characteristics of the Li detonation wave are analyzed. The results of the analysis are compared with those of the detailed multiple element analysis. The selection of high resolution (4 megapixels) and high speed models is also discussed. The basic design of the wave transmitter is started. With the compact design of the vacuum tube, the superconducting device can be miniaturized, making it possible to manufacture devices in the laboratory. The base plate research A is in progress, the base plate research S is in progress.

项目成果

The Effect of Laser Intensity on LSD Wave Propagation Velocity and Its Application to Laser Propulsion System

激光强度对LSD波传播速度的影响及其在激光推进系统中的应用

• 发表时间: 2015
• 作者: Kohei Matsui;Joseph A. Ofosu;Kohei Shimamura;Kimiya Komurasaki;Hiroyuki Koizum
• 通讯作者: Hiroyuki Koizum

Simulation of LSD Wave Characteristics in Ar and N2 using a 1-D Laser-Induced Discharge Model Coupled with Hydrodynamic Relations for Laser-Propelled Thruster Studies

使用一维激光诱导放电模型模拟 Ar 和 N2 中的 LSD 波特性以及用于激光推进推进器研究的流体动力学关系

• 发表时间: 2015
• 作者: Joseph A. Ofosu;Kohei Matsui;Kimiya Komurasaki;Kohei Shimamura;Hiroyuki Koizumi
• 通讯作者: Hiroyuki Koizumi

Development of a Tapered-Tube Millimeter-Wave Receiver for Distant Wireless Power Transfer in Microwave Rocket System

微波火箭系统中用于远距离无线电力传输的锥形管毫米波接收器的开发

• 发表时间: 2015
• 作者: Masafumi Fukunari;Nat Wongsuryrat;Toshikazu Yamaguchi;Yusuke Nakamura;Kaoru Kakinuma;Hiroyuki Koizumi;Kimiya Komurasaki
• 通讯作者: Kimiya Komurasaki