衝撃波フォーカッシング

冲击波聚焦

• 批准号: 04222111
• 负责人: 西田 迪雄
• 金额: $ 7.04万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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-04222111/
• 关键词: 衝撃波; 衝撃波収束; 衝撃波反射; ショックチューブ; デトネーション; 数値流体力学

伝播方向に凹状に湾曲した衝撃波が,進行するにつれて収束し,局所的に高い圧力を生み出す現象は「衝撃波のフォーカス(収束)」と呼ばれ,極限状態を発生させる新しい手法として注目されている.(1)気体中の衝撃波フォーカス:反射衝撃波の収束のショックチューブ実験と数値計算を並行に行い,両者の比較より収束過程に及ぼす因子効果を解明し,収束のメカニズムとその物理現象を明らかにすることができた.また入射衝撃波マッハ数が高いとき、軸対称衝撃波収束(点収束)により容易に高温が得られることが数値計算により予測されたので、分子振動励起を考慮した衝撃波収束の数値計算を行い、衝撃波収束に及ぼす高温気体効果を調べた。(2)デトネーション波フォーカス:球面収束デトネーション波の状態,超高温,高圧下での物質,気体の挙動を調べ,収束デトネーション波の伝播機構を解明した.すなわち収束デトネーションの圧力計測および光学可視化によりその挙動を解明した.また,発光スペクトル法による平衡温度計測およびレーザ散乱法による非平衡温度計測を行なった.(3)衝撃波フォーカス現象に対するCFD:Adaptive-Mesh-Refinemont法やMUSCLE型TVD法を用いた有限体積法による計算コードを開発し,二段楔を過ぎる衝撃波反射、90度直角コーナーを過ぎる衝撃波の回折問題、Log-Spiral型ダクト内の衝撃波収束問題に適用し,これまで実験的に観察されていた現象を計算面から確認し、実験的に観察されていないいくつかの新たな現象を見いだすことに成功している.(4)水中衝撃波のフォーカス:水中において回転楕円面の第一焦点で放電により衝撃波を発生させ、第二焦点に収束していく現象を、高速度カメラによる観測と、圧力計測から調べた。

The shock wave propagation direction is concave and curved, and the shock wave propagation direction is concave and curved, and the shock wave propagation direction is concave and curved. (1)Shock waves in the atmosphere: the reflection of shock waves in the beam and the calculation of numerical values in parallel, the comparison of the beam process and the results of the shock factors are explained, and the physical phenomena of the beam are explained. The number of incident shock waves is high, the axis is symmetrical, and the shock wave beam (point beam) is easy to calculate at high temperature. The molecular vibration excitation is considered. The number of shock wave beams is calculated at high temperature. The shock wave beam is adjusted. (2)Spherical radiation wave states, ultra-high temperature, high pressure substances, gas dynamics, radiation wave propagation mechanisms. The pressure measurement and optical visualization of the laser beam are used to analyze the motion of the laser beam. Equilibrium temperature measurement by light scattering method and nonequilibrium temperature measurement by light scattering method. (3)CFD:Adaptive-Mesh-Refinemont method and Muscle-type TVD method are used to calculate shock wave reflection, shock wave reflection in two-segment wedge, shock wave reflection in 90-degree rectangular tube, shock wave beam reflection in Log-Spiral tube. (4)Shock wave in water: shock wave generation at the first focal point of the water surface, shock wave generation at the second focal point, high velocity shock wave detection, pressure measurement and modulation.

项目成果

N.Uchiyama & O.Inoue: "On the Performance of Adaptive Mesh Refinement Computation" Int.J.Shock Waves. 2. 117-120 (1992)

内山N

H.Kishige,K.Teshima & M.Nishida: "Focusing of Shock Waves Reflected from an Axisymmetrically Parabolic Wall" Shock Waves. 341-345 (1992)

岸毛先生、丰岛先生

高橋 則之,沢田 恵介,井上 督: "Lug-spiral型ダクト内の衝撃波収束の数値シミュレーション" 日本機械学会論文集(B編). 58. 3029-3032 (1992)

Noriyuki Takahashi、Keisuke Sawada 和 Takashi Inoue：“凸耳螺旋管道中冲击波收敛的数值模拟”日本机械工程师学会会议记录（B 版）58. 3029-3032（1992 年）。

M.G.Lee & M.Nishida: "Computation of an Unsteady Starting Process in a Hyper-sonic Nozzle" Proc.5th Asian Congress of Fluid Dynamics. 948-951 (1992)

李明杰

Y.Sakamura & M.Nishida: "VSL Analysis of Hypersonic Flows Around a Reentry Vehicle with Equilibrium Air Chemistry" Proc.18th Int.Symp.Space Technologyand Science. 697-702 (1992)

坂村佑一