超高速非平衡熱流体科学

超快非平衡热流体科学

• 批准号: 05246104
• 负责人: 井上 晃
• 金额: $ 66.11万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1996
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05246104/
• 关键词: 非衡現象; 高速緩和過程; 蒸気爆発; 衝撃波; 界面現象; 非平衡現象; 高速カンワ現象; シミュレーション物理; 水和物; 非平衡

蒸気爆発現象は,化学爆発,強力ビームによる高密度界面加熱,衝撃波材料プロセシングおよび高速飛翔体の衝突現象など強い衝撃波のエネルギーを利用した基本的物理現象と多くの共通する現象・機構を有する。本研究班では、これらも含め、「超高速非平衡熱流体現象」として研究をおこなってきた。本年度の研究課題を整理すると、1)非平衡状態にある固体・液体・気体の各面で生じる高速緩和現象、2)圧力波の伝播とその界面熱流動現象への作用である。高速緩和過程には、初期非平衡状態が大きな影響を与える。簡潔で,同定し易い初期非平衡状態を作り、その緩和過程を調べているが,それでも,高速で複雑な物理現象を呈する。今年は本重慮領域研究の最終年度であり、これまでの実験の整理と解析モデルの完成および計算機ネットワークを構成して、研究の相互連絡を謀った。本年度行われた研究課題は(1)「衝撃波下の気液界面における熱流体作用」(井上):熱的微粒化の定量的把握に関連した界面不安定性や微粒化について、CIP法を用いて界面挙動を調べ、微粒化機構の従来のモデルについて調べた。(2)[超高速加熱下の伝熱現象](庄司):水中における液体金属面の超高速パルスレーザ加熱と界面挙動、発生圧力と照射エネルギーの関連を調べ、モデルを構築した。(3)「超高密度エネルギー流束下の界面現象のシミュレーション](矢部):CIP計算法の改良とともに衝撃波下の気泡消滅過程での液体ジェットの形成およびレーザー照射によるアルミニウムの融解・蒸発を調べた。(4)「高過熱液一液系の安定性と急速緩和過程」包接水和物で被覆された過熱液滴の沸騰)(森):液一液界面あるいは気一液界面における包接水和物層の形成過程や層のモルフォーを実験的に解明し、水和物層の形成と内部の結晶の更新のメカニズムを考察した数理モデルを開発した。(5)「衝撃波の液液・気液界面への流体力学的作用」(吉澤):水中衝撃波と気泡との干渉でマイクロジェットの生成を確認し、ジェットの速度、ジェット生成に関する界面曲率、衝撃波の振幅、衝撃波面の勾配の影響を調べ、蒸気爆発の伝播機構に対するマイクロジェットの影響を検討した。

は steam explosion 気 発 phenomena, chemical explosion 発, powerful ビ ー ム に よ る high density interface heat, shock wave materials プ ロ セ シ ン グ お よ び high speed flying body の conflict phenomenon な ど strong い blunt shock wave の エ ネ ル ギ ー を using し た basic physical phenomena と く more common の す る phenomenon, institutions を has す る. This research class で で, <s:1> れら れら れら め includes め, and the research on "Phenomena of ultra-high-speed non-equilibrium thermal fluids" と をお て, をお なって, た, た. の research topic this year を finishing す る と, 1) nonequilibrium state に あ る solid, liquid, born 気 body evenly の で じ る high-speed ease phenomenon, 2) the pressure wave の 伝 sowing と そ の interface heat flow phenomenon へ の role で あ る. The high-speed easing process に に, the initial non-equilibrium state が, the large な な influence を and える. Concise で, non-equilibrium state with fixed し easy early い を り, そ の detente process を adjustable べ て い る が, そ れ で も, high-speed で complex 雑 な を physical phenomena in す る. This year the は weighs about research の final annual で あ り, こ れ ま で の be 験 の finishing と parsing モ デ ル の complete お よ び computer ネ ッ ト ワ ー ク を constitute し て, research の mutual contact を seeks っ た. Line this year わ れ た research topic は (1) "blunt shock wave の 気 liquid interface に お け る hydrothermal fluid" (inoue) : hot の quantitative grasp of particulates に masato even し た interface labile に や particulates つ い て, CIP method を い て interface 挙 motion を べ institutions, particulates の 従 to の モ デ ル に つ い て adjustable べ た. (2) [under ultra-high speed heating の 伝 hot phenomenon] (zhuang si) : the water に お け る liquid metal surface の ultra-high-speed パ ル ス レ ー ザ heating と 挙 moving interface, 発 raw pressure と irradiation エ ネ ル ギ ー の masato even を べ, モ デ ル を build し た. (3) "ultrahigh density エ ネ ル ギ ー beam の interface phenomena under の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン] (vector) : の improved calculation method of CIP と と も に blunt shock wave under の 気 bubble elimination process で の liquid ジ ェ ッ ト の form お よ び レ ー ザ ー irradiation に よ る ア ル ミ ニ ウ ム の melting, steamed 発 を adjustable べ た. (4) "high overheating liquid a liquid is の stability と rapid easing process" inclusion content で coating and water さ れ た overheating droplet の boiling) (sen) : a liquid interface あ る い は 気 a fluid interface に お け る inclusion formation water and physical layer の や layer の モ ル フ ォ ー を be 験 of に interpret し, water and formation layer の と internal の crystallization の update の メ カ ニ ズ ム を investigation し た number The theory of モデ モデ を develops た. (5) "blunt shock wave の liquid-liquid · 気 liquid interface へ の fluid mechanics role" (jizah) : blunt water shock wave と 気 bubble と の dry involved で マ イ ク ロ ジ ェ ッ ト の generated を confirm し, ジ ェ ッ ト の speed, ジ ェ ッ ト generated に masato す る interface curvature, の shock wave amplitude, impact and shock wave の hook with の influence を べ, steam explosion 気 発 の 伝 broadcast institutions に す seaborne る マ イ ク ロ Youdaoplaceholder0 ジェット affects を検 to claim た.

项目成果

Y.H.Mori: "Physics of Fluids 8-9" Boiling of superheated fluorocarbon drops in water.effect of clathrate-hydrate shells encapsulating clrops., 2558-2560 (1996)

Y.H.Mori：“流体物理学 8-9”过热碳氟化合物滴在水中的沸腾。笼形水合物壳封装作物的效果。, 2558-2560 (1996)

Masahiro Shoji et al: "Pressure Generation by Rapicl Heating of a Metal Wire in Water" At the Conf.of A Multidiciplinary International Sewinar or Intensive Mulfiphase Iuteractions,Sauta Barbara. (1995)

Masahiro Shoji 等人：“在水中加热金属丝产生压力”，在多学科国际 Sewinar 或密集多相交互会议上，Sauta Barbara。

T. Yabe and F. Xiao: "Simulation Fechnique for Dynamic Evaporation Processes" Nucl. Eng. and Design. 155. 45-53 (1995)

T. Yabe 和 F. Xiao：“动态蒸发过程的模拟技术”Nucl。

吉澤善男・藤田考晴・岩松昇: "日本機械学会論文集 62B-599" マイクロ波加熱を利用したセルロースの分解, 2874-2878 (1996〜1997)

Yoshio Yoshizawa、Tokiharu Fujita 和 Noboru Iwamatsu：“日本机械工程师学会会议记录 62B-599”使用微波加热分解纤维素，2874-2878（1996-1997）

肖鋒,矢部孝: "A method of trace sharp interface of two fluids in Calculation involving Shock" Shock Wave. (印刷中).

肖峰，矢部隆：“一种在涉及冲击的计算中追踪两种流体尖锐界面的方法”冲击波（正在出版）。