爆燃波駆動衝撃波から爆轟波への遷移に関する動力学的研究

爆燃波驱动的冲击波到爆震波转变的动力学研究

• 批准号: 04F02671
• 负责人: 井小萩 利明
• 金额: $ 0.77万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F02671/
• 关键词: 燃焼; 衝撃波; 細胞組織; 動力学

「爆燃波駆動衝撃波から爆轟波への遷移に関する動力学的研究」の課題のもと、東北大学流体科学研究所学際衝撃波研究拠点に設置されている二段式軽ガス銃と組み合わされている弾道飛行装置で、球および円錐形状の飛行体を秒速1〜5kmで、種々の組成比の酸水素混合気中に打ち出して、高速飛行体周りに生成される衝撃波とその背後流れ、さらに飛行体の前面に形成される化学反応で誘起される衝撃波が爆轟波に移行する過程を詳細に影写真およびシュリーレン法で光学可視化し、また、記録速度100万コマ/秒の高速ビデオ撮影に成功している。さらに定量的な計測を目指し、二重露光ホログラフィー干渉計法での可視化を行った。また、この実験計画の重要部分とされる、必要な酸水素混合気槽および吸排気系を設計している。これは、基礎研究課題ではあるが、スクラムジェットエンジンの燃焼の素過程解明に繋がる重要研究に位置づけられている。円錐状飛行体の前面に発生する斜め衝撃波の計測は過去に例がなく、また、錘状衝撃波上のセル構造の発生を認め、その発生位置から爆轟波の生成遅れを検出できたことは、有用な成果である。速度3〜5km/sで球状物体周りの爆轟波からなる離脱衝撃波と物体周りの流れの構造を詳細に明かにし、特に後流に爆轟波のセル構造に起因する周期波動を観測している。これらの知見は、今後のこの分野の研究動向に重要な指針を与えるものである。

Research on the Dynamics of Detonation Wave Shock Wave Migration and Detonation Wave Migration, Institute of Fluid Science, Tohoku University The shock wave generated in the vicinity of the high-speed flying body, the flow behind it, the formation of chemical reaction in front of the flying body, the process of shock wave and detonation wave migration, and the optical visualization and recording of the high-speed video capture at a speed of 1 million feet per second were successfully carried out. The quantitative measurement method is used for visualization. This is an important part of the project, and it is necessary to design the acid and water mixing tank and the suction and exhaust system. Basic research topics are important for understanding combustion processes. The measurement of oblique shock wave generated in front of conical flying body is an example of identification of generation of structure on hammer shock wave, detection of generation of detonation wave and useful results. Velocity 3 ~ 5km/s Detonation wave around spherical object, separation shock wave, structure of flow around object, detailed description, special afterflow, period ratio of detonation wave, structure cause, measurement. This is an important guideline for future research.

项目成果

On the origin of the double cellular structure of the detonation in gaseous nitromethane and its mixtures with oxygen

• DOI: 10.1007/s00193-004-0236-3
• 发表时间: 2005-06
• 期刊: Shock Waves
• 影响因子: 2.2
• 作者: M. Sturtzer;Nathalie Lamoureux;Christophe Matignon;D. Desbordes;H. Presles