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全空間シミュレーションによる極超音速ソニックブームの伝播特性解明

通过全空间模拟阐明高超音速音爆的传播特性

基本信息

批准号：
15J06433
负责人：
山下礼
金额：
$ 1.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06433/
关键词：
ソニックブーム数値流体力学極超音速分子振動緩和衝撃波

项目摘要

本研究の目的は、高高空で発生した衝撃波を地上までCFD解析する手法（全空間シミュレーション法）に分子振動緩和効果を組み込むことで、ソニックブームの立ち上がり時間の予測を可能にし、極超音速飛行体から発生したソニックブームの伝播特性を解明することである。本年度は、以下の2点に取り組んだ。１、分子振動緩和効果が波形に及ぼす影響酸素、窒素、水の3化学種間で起こる振動‐振動エネルギー交換反応の影響を調査した。その結果、振動緩和時間が長い場合、振動‐振動エネルギー交換反応により、励起が遅い分子の振動エネルギーが速く励起されるようになり、圧力波形の形状も変化することが分かった。一方、振動緩和時間が短い場合、全ての分子の並進‐振動エネルギー交換反応が速く起きるため、振動‐振動エネルギー交換反応の影響は小さいことが分かった。また、これまでは細長い軸対称回転体を対象に解析を実施してきたため、強い離脱衝撃波が発生する球体に対しても解析を実施した。その結果、離脱衝撃波の場合、波を急峻化する非線形効果が強いため、衝撃波が遠方まで伝播して十分に弱くなるまで、立ち上がり時間は形成されないことが分かった。２、全空間シミュレーションの適用範囲の拡張当初の予定よりも早く研究が進展したため、本研究をさらに発展させるための研究にも着手した。これまで構築してきた全空間シミュレーション法は、構造格子を使うことが前提となっており、3 次元形状機体に適用することができなかった。この問題を改善するため、物理量の変動が大きい領域で自動的に格子を細分化できる解適合格子法の導入に向けた調査を行った。具体的には、解適合格子法による解析を専門に扱っているケンブリッジ大学のNikiforakis博士の研究室を訪問し、解適合格子上で層状大気を考慮するための手法を調査した。

In this study, the purpose of this study is to analyze the molecular vibration and the results of the molecular vibration and the results of the CFD analysis of the high-altitude aircraft. in this study, the purpose of this study is to analyze the molecular vibration and the results of the high-altitude airborne aircraft. in this study, the purpose of this study is to analyze the molecular vibration and the results of the molecular vibration and the results of the high-altitude aircraft. in this study, the molecular vibration and the results of the molecular vibration (full space flight) are used to analyze the characteristics of the airborne aircraft. in this study, the purpose of this study is to analyze the molecular vibration and the results of the molecular vibration and the results of the high-altitude aircrafts. This year, the following 2: 00 points will be selected for the organization. 1. Molecular vibrations, wave shapes and chemical reactions of cinnamic acid, asphyxiate and water start to vibrate-vibrate and interact with each other. The results of the test, the combination of vibration and time, the vibration-vibration response, the vibration, the One-party, vibration and time contacts are combined, and the whole group is connected with each other. The response time of each party is accelerated. The response time of each party is changed, and the response time is changed. In the first place, the system is used to analyze the effect of the wave on the surface of the body. The result of the test, the release of the wave, the sharp increase in the number of waves, the increase in the number of waves, and the formation of a high frequency distribution system. 2. The scope of application of the full-space wireless communication system was originally scheduled for early morning research, and this study was conducted in the first place. In the whole space, the whole space system is used in the whole space, the grid is used to make the system, and the three-dimensional shape machine is used in the whole space. The problem is improved, the physical quantity is used in the field of automation, and the qualified sub-method is used to solve the problem. The specific information of the qualified sub-method is to analyze the information of the doctor Nikiforakis of the university, the laboratory of the university, the laboratory of the university, and the qualified laboratory of the university.