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噴射により導入した縦渦と衝撃波の干渉による超音速混合促進

冲击波与喷射引入的纵向涡流相互作用促进超音速混合

基本信息

批准号：
05J04966
负责人：
小池俊輔
金额：
$ 1.73万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,超音速混合促進技術の開発を目的とし,噴射によって導入した縦渦と衝撃波の干渉現象およびその結果としてあらわれる混合効率,推力損失の評価をおこなうことを目的としている.本年度は以下の結論を得た.マッハ数2.4の主流中へ,壁面に対して15,90度の角度で燃料模擬ガスを噴射し,噴流の形成する縦渦と噴流の形成する衝撃波の反射波との干渉を調べた.90度噴射においては,衝撃波が強く,縦渦で誘起される上向き速度成分が著しく低下するのに対して,15度噴射においては,衝撃波が弱いため,その低下量は小さく,縦渦の上向き誘起速度が下流部まで高い値を示した.15度噴射においては,縦渦が形成する高い上向き速度のために,噴射気体の最高モル分率位置の壁面からの距離は90度噴射とほぼ同等または,高かった.噴流中心の壁面からの距離が高いほど,燃料の混合や燃焼においては有利である.上向き方向運動量は90度の方が15度に比べて,高いことを考慮すると,15度噴射は,壁面から離れるということに関しては,非常に効率の良い噴射形態である.超音速流速場の粒子画像流速計測法において問題となる粒子追従遅れの補正方法について,抗力係数と流速変動の補正流速に及ぼす影響を調べた.一般的な抗力係数を使用できる補正式を定式化し,さらに,流速変動の影響を考慮するために,変動量を考慮できる補正式を定式化した.抗力係数に関しては,本研究で使用している条件においては,その影響は大きくないことが示された.振動する衝撃波を対象とした流速変動の影響調査においては,変動の影響は出るものの,その値は本研究の実験条件下では,主流流速値の10%程度であり,元々の誤差が60%以上であることを考慮すると変動流速を考慮しない補正であっても,非常に有効であることが分かった.

This study aims at the development of supersonic mixing enhancement techniques, including the introduction of vortex and shock wave interference phenomena, the results of mixing efficiency, and the evaluation of thrust losses. The following conclusions have been drawn for the year. In the mainstream, the wall angle of 2.4 degrees, the fuel simulation angle of 15 degrees and 90 degrees, the formation of the jet, the formation of the vortex, the formation of the jet, the reflection wave of the shock wave and the dry adjustment. In the 90-degree injection, the shock wave is stronger, the vortex is induced, the upward velocity component is lower, the 15-degree injection is lower, the shock wave is weaker, the lower amount is smaller. The upward velocity of the vortex is high in the downstream part, and the upward velocity of the vortex is high in the downstream part. The distance between the wall surface and the position of the highest fraction of the jet body is 90 degrees. The distance between the wall of the jet center is high, and the fuel mixture is favorable for combustion. The upward movement is 90 degrees square, 15 degrees high, 15 degrees high, 90 degrees high, 15 degrees high, 15 degrees high, 1 Particle image velocimetry for supersonic velocity field: problems, correction methods for particle tracking, resistance coefficient, correction velocity for velocity variation, and adjustment of influence. The general resistance coefficient is formalized by using the formula, and the influence of velocity variation is considered by the formula. The resistance coefficient is related to the factors used in this study. In the investigation of the influence of the vibration shock wave on the image and velocity variation, the influence of the vibration on the velocity variation is not obvious. Under the condition of this study, the main flow velocity is about 10% and the error of the element is more than 60%.