超高速流れの解明とその応用

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極超音速機、宇宙往復システム、スペースプレーンなど超高速飛行体に関連する超高速流れの解明を全体的な目標に掲げ、以下の項目について研究を進めた。1)単純形状から実際的形状にわたる超高速流れの計算法及び応用法については、数値計算法として、BW法、TVD法、スペクトル法などを取り上げ、それからの適用性の調査、及び改良を行った。更に、計算に対応した実験を衝撃風洞を用いて行い、計算結果の検証を進めた結果、衝撃波の形状、位置などが一致した。現在、研究が軌道に乗った段階である。2)マッハ数がかなり大きくなったときの化学反応等を含む流れを衝撃層近似で、且つTVD法などの適用により、化学反応及び内部自由度を含む実在気体流れの計算が精度よく表されるようになり、現在、だいたい目途がついた。3)電力推進機(アークジェット推進機)の内部流れの状態を把握し、効率、比推力等にすぐれた条件を見出すための数値解析基本プログラムを開発し、例計算を行っている。4)高速内部流において、衝撃波と翼の干渉、及び三次元性の影響を数値的に精密に調べるコードを開発し、計算進行中である。更にそれらの結果と実験を比較することにより、計算法の検行を行う予定である。5)中心差分と人工粘性項による3次元ナビエ・ストークス方程式数値計算コードに高精度風上差分を組み込む計算法を改良中である。又、解強制置換法を利用した局所的な格子増加法による局所的な精度の向上を図っている。以上の様に、各分担研究は順調に進行しており、それらの結果の一部は、国際シンポジウム、学会誌等に30編以上発表された。