実在気体効果を伴う高速流れ場の数値シミュレーション

昨年度までに行ったピースワイズリニア法による数値解析を三次元流れに拡張するために、実在気体効果を伴わない流れについて三次元数値解析を試みた。対象とした流れは、実験によって比較的容易に結果の妥当性を検討できる。正方形および長方形のソニックオリフィスから噴出する超音速自由噴流とした。正方形オリフィスの場合には二つの対称面についてほぼ等価な計算結果が得られ、本研究で用いた数値解析スキームが適切であることが確認された。また、この場合気体は四辺から膨張し、その結果ジェットを囲む衝撃波の断面はちょうどオリフィスを45度傾けたようになること、およびその頂点から更に外側に衝撃波の干渉によってジェットが生じるような構造を持つという結果が得られた。この結果は、実際に1mm角のオリフィスから噴出する自由噴流のレーザー誘起蛍光法による断面構造の可視化結果とよく一致した。次に、オリフィスの縦横比を2,3,4,5として、それぞれの場合におけるジェットの構造を計算した。オリフィスの縦横比を増すとともに、ジェットの断面は横方向に広がり、縦方向に挟まるという結果が得られ、従来の実験結果をよく再現している。これらの内、初期の結果は昭和63年12月の第2回数値流体力学シンポジウムに於て発表した。また、縦横比を変えた場合については平成元年4月の日本航空宇宙学会総会講演会に於いて発表を予定している。

昨年度までに行ったピースワイズリニア法による数値解析を三次元流れに拡張するために、実在気体効果を伴わない流れについて三次元数値解析を試みた。対象とした流れは、実験によって比較的容易に結果の妥当性を検討できる。正方形および長方形のソニックオリフィスから噴出する超音速自由噴流とした。正方形オリフィスの場合には二つの対称面についてほぼ等価な計算結果が得られ、本研究で用いた数値解析スキームが適切であることが確認された。また、この場合気体は四辺から膨張し、その結果ジェットを囲む衝撃波の断面はちょうどオリフィスを45度傾けたようになること、およびその頂点から更に外側に衝撃波の干渉によってジェットが生じるような構造を持つという結果が得られた。この結果は、実際に1mm角のオリフィスから噴出する自由噴流のレーザー誘起蛍光法による断面構造の可視化結果とよく一致した。次に、オリフィスの縦横比を2,3,4,5として、それぞれの場合におけるジェットの構造を計算した。オリフィスの縦横比を増すとともに、ジェットの断面は横方向に広がり、縦方向に挟まるという結果が得られ、従来の実験結果をよく再現している。これらの内、初期の結果は昭和63年12月の第2回数値流体力学シンポジウムに於て発表した。また、縦横比を変えた場合については平成元年4月の日本航空宇宙学会総会講演会に於いて発表を予定している。