自由ピストン衝撃波風洞による極超音速ノズル流れに関する理論的・実験的研究

自由活塞激波风洞高超声速喷管流动理论与实验研究

• 批准号: 03J83503
• 负责人: 橋本 時忠
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J83503/
• 关键词: 衝撃波相互干渉; 空力加熱; 二重円錐、二重楔モデル; 可視化; 画像解析

将来型再使用宇宙輸送システムの開発が進められる中、基礎的な技術開発は不可欠である。特に、境界層と衝撃波との相互作用および衝撃波干渉に関する空力加熱現象の解明は重要な研究課題である。それらの現象解明を目的とした検証モデルとして注目されている二重円錐および二重楔モデルを大気圏再突入時の極限状態を再現できる地上実験装置である衝撃波風洞の試験部に取り付け、そのモデル周りの流れ場に対して可視化を中心とした計測を実施した。本研究では、二重露光有限縞ホログラフィー干渉計法を用いて定量的に、かつ最高100万コマ/秒で連続100枚の撮影が可能な最新の高速度ビデオカメラにシュリーレン法を導入して時系列的に可視化計測を行った。二重円錐および二重楔モデルの第二円錐および楔角を増加させると、衝撃波相互干渉形態は、定常状態のままVI型からV型と遷移し、さらに、いずれの場合も60度付近で流れ場が非定常になることを明らかにした。また、モデル表面の損傷は衝撃波相互干渉の形態により大きく異なり、第二角が大きいほど、その損傷は激しくなった。次に、衝撃波干渉が表面損傷に及ぼす影響を調べるために、二重露光ホログラフィー法で撮影した有限干渉縞写真を二次元フーリエ縞解析法およびアーベル変換法を用いて画像解析を行い、より詳細に定量的観測を行った。その結果、いずれのモデルの場合も第二角が小さいときは、剥離した境界層の再付着点付近で密度が自由流れ領域の密度に比べて10倍以上に達しており、また、第二角が大きいときは、伝達衝撃波が第二表面上に達した付近で密度が15倍以上に上昇していることを明らかにした。

The future type reuses the space transport システムの开発が入められる中, and the basic なtechnique opens the 発は indispensable である. It is an important research topic to explain the phenomenon of special and boundary layers, impact waves, and interaction.それらのphenomenon explanation をpurpose とした検证 モデルとしてAttention されているReappearance of the limit state when the double wedge is re-enteredできるAbove ground installation である撃波风tunnel's test section にGET りpay け、 そのモデルweek りの流れ场 に対して Visualization を Center とした Measurement を実 Shi した. In this study, the double-double light exposure limited interference measurement method was used to quantify the に and かつ up to 1 million コマ/second 1 00 pieces of photography is possible and the latest high-speed high-speed camera is introduced into the series of visual measurement systems. The double wedge is the double wedge, the second wedge is the wedge angle, the angle is increased, the impulse wave interferes with each other, and the steady state is the form. VI type, V type, migration, さらに, いずれの occasion, 60 degrees close to the flow field, irregular になることを明らかにした.また, モデル surface damage は shock waves mutual interference 渉 の form により大きくdifferent なり, second angle が大きいほど, その Damage はstim しくなった. Second time, impact wave drying, surface damage, and impact, double exposed light, double exposed light, shadowing, limited drying, writing The real two-dimensional analysis method is a quantitative analysis method using the image analysis method, and the detailed quantitative measurement method is used.そのRESULT, いずれのモデルの occasion もsecond corner が小さいときは, peel off した realm layer の reattached point pay close で density が free flow れ domain の density に is more than 10 times higher than べてThe second surface of the second surface The density is nearly 15 times higher and the density is higher than 15 times.