衝撃波現象の解明(計画研究:衝撃波現象の発生方法と計測法)

冲击波现象的阐明（计划研究：冲击波现象的产生方法和测量方法）

• 批准号: 03238104
• 负责人: 高山 和喜
• 金额: $ 9.47万
• 依托单位: Tohoku 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03238104/
• 关键词: 衝撃波; 気体力学; 二段式軽ガス銃; 圧力変換器; 衝撃波フォーカッシング; 無隔膜衝撃波管; VISAR計測; 光学可視化; 流体力学; 可視化計測; 高分子圧力変換器; 二相流; 光学計測; 温度計測

平成4年度得られた、主な研究成果の概要は;1.衝撃波を用いて極限状態をを発生するときにあらわれる、境界面の不安定に関する知見を得た。特に、準線形拡散型の乱流モデルを開発した。2.弱い衝撃波を精度良く発生させることは、容易ではない。ゴム膜を隔膜に代えた無隔膜衝撃波管を製作し、衝撃波マッハ数の誤差±0.002%を得た。この装置は、弱い衝撃波の特異的な挙動を研究するために、特に重要な装置である。3.弱い衝撃波の圧力測定の確立を目指して、PVDF膜を用いる圧力変換器を試作した。特に、800MHzまでの周波数応答性を持つ圧力変換器を製作した。また、微気圧用の圧力変換器を用いて、新幹線のトンネル内に発生する微気圧波の計測を行い、高速列車の前面に発生する圧縮波が衝撃波に成長する過程を明らかにした。さらに、この圧力変換器を、大規模火薬の爆発実験の爆風圧を計測し、検定した。4.水中衝撃波の挙動に関係して、衝撃波を受けて変形する気泡の挙動を高速撮影し、その様子を明らかにした。衝撃波フォーカッシングで生じるキャビテーション気泡の崩壊によってあらわれる衝撃圧を測定して、500気圧を越える高圧が発生することを明らかにした。これは、衝撃波を医療に応用するときの重要な知見である。また、パルス衝撃波発生装置を試作して、比輔的強力な、極めて短いパルス状の衝撃波を発生した。この装置を用いて、水中衝撃波のフォーカッシングに関する様々の知見を得た。5.VISAR速度干渉計を駆使して、火薬銃の特性を解明した。無煙火薬の薬量と隔膜圧の種類および厚さに対する、飛行体の速度履歴と出口速度の関係を定量的に明らかにした。これは、衝撃波を高速飛行体発射放置の研究を進める上で重要な知見である。

Summary of the られた and main な research results obtained in the 4th year of Heisei られた; 1. Impact shock wave を with い て limit state を を 発 raw す る と き に あ ら わ れ る, boundary surface の unrest に masato す る knowledge を た. Characteristic に, quasi-linear 拡 scattered random currents モデ を を develop た た. 2. Weak <s:1> impact waves have good を accuracy, く occurrence of させる と と <e:1>, and are prone to で させる な な な. The ゴム membrane を diaphragm に is used to fabricate the えた membrane-free impact wave tube を, with an error of ±0.002% in the number of impact waves ッハ を to obtain た. Research on the <s:1> motion を of the <s:1> <s:1> device を, weak <s:1> impact wave <s:1>, するために, and particularly に important な device である. 3. Weak <s:1> impact wave <s:1> pressure measurement <e:1> to establish the を target <s:1> て and PVDF membrane を to test <s:1> た with a <s:1> る pressure converter を. A に, 800MHzまで <s:1> frequency 応 corresponding を and <s:1> pressure converter を were fabricated to make <s:1> た. ま た, micro 気 圧 with の pressure - changer を with い て, Shinkansen の ト ン ネ ル within に 発 raw す る micro 気 の 圧 wave measuring を い, in front of the high-speed train の に 発 raw す る 圧 shrinkage が blunt shock wave に growth す る process を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, <s:1> pressure converter を, large-scale drug explosion occurrence experimental explosion wind pressure を meter <s:1>, 検 constant <s:1> た. 4. The water blunt shock wave の 挙 dynamic に masato is し て を, strong shock wave by け て - shaped す る 気 bubble の 挙 を high-speed pinch of shadow し, そ の others child を Ming ら か に し た. Blunt shock wave フ ォ ー カ ッ シ ン グ で raw じ る キ ャ ビ テ ー シ ョ ン の 気 bubble collapse 壊 に よ っ て あ ら わ れ る blunt shock 圧 を determination し て, 500 気 圧 を more え る high 圧 が 発 raw す る こ と を Ming ら か に し た. <s:1> れ を, impact wave を medical に応 すると <s:1> important な knowledge である. ま た, パ ル ス blunt shock wave 発 raw device を attempt し て, powerful な than auxiliary, extremely め て short い パ ル ス shape の blunt shock wave を 発 raw し た. を こ の device with い て, water shock wave の フ ォ ー カ ッ シ ン グ に masato す る others 々 の knowledge を た. 5. The VISAR velocity interference calculation を駆 makes the て and the characteristics of the fire lance を clarify the た. No fireworks 薬 の 薬 quantity と diaphragm 圧 の kinds お よ び thick さ に す seaborne る, FeiXingTi の speed shoe bearing と export の masato を quantitative に and Ming ら か に し た. <s:1> れ を, impact wave を, high-speed flying object ejection placement <s:1> research を in める で important な insights である.

项目成果

Y.Matsumoto: "Wave Interaction of Bubbly Liquids Mathematical Models and Numerical Simulation" Shock Waves,Proc.18th ISSW. 1. 534-540 (1992)

Y.Matsumoto：“气泡液体数学模型和数值模拟的波相互作用”冲击波，Proc.18th ISSW。

K.Takayama: "Holographic Interfelometric Observation of Underwater Shock Wave Focusing to Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy" Proc.of 19th International Congress on High-Speed Photography and Photonics,SPIE. 1358. 1180-1190 (1991)

K.Takayama：“水下冲击波聚焦到体外冲击波碎石术的全息干涉观测”第 19 届国际高速摄影与光子学大会论文集，SPIE。

Y.Tomita: "Secondary Cavitation due to Interaction of a Collapsing Bubble with a Rising Free Surface" Appl.Phy.Letter. 59-3. 274-276 (1991)

Y.Tomita：“由于破裂的气泡与上升的自由表面相互作用而产生的二次空化”Appl.Phy.Letter。

Y.Matsumoto: "Numerical Simulation of Pressure Wave Behaviors in Bubbly Liquids" Proc.of Int.Conf.on Maltiphase Flows'91. 2. 327-330 (1991)

Y.Matsumoto：“气泡液体中压力波行为的数值模拟”Proc.of Int.Conf.on Maltiphase Flows91。

K.Takayama: "Proc.18th ISSW,Shock Waves,Vol.1and2" Springer-Verlag, 1358 (1992)

K.Takayama：“Proc.18th ISSW，冲击波，Vol.1and2” Springer-Verlag，1358 (1992)