トワイマン・グリーン干渉計を用いた超小形超音速噴流の定量的可視化計測法の開発

利用Twyman-Green干涉仪开发超小型超音速喷气机定量可视化测量方法

• 批准号: 20K04290
• 负责人: 仲尾 晋一郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04290/
• 关键词: 可視化; 噴流; 密度の定量化; 衝撃波; トワイマン・グリーン干渉計; マッハ・ツェンダー干渉計; 3次元; レインボーシュリーレン法

干渉計を用いて不足膨張状態にある矩形マイクロジェットについての実験を行い．現在のところ以下の結果が得られた.(1)対称断面における噴流境界は，ノズル出口から下流方向に向かうにつれて緩やかに外側に広がるが，第１ショックセルの下流の噴流境界は複雑な形状を示す．それに対して，対角断面における噴流境界は，ノズル出口直後に初めわずかに広がった後，噴流中心軸方向に収縮し，第１ショックセル直後では流れ方向に平行となる．また，第１ショックセル内部にマッハステムと遮断衝撃波に挟まれた台形状の低密度領域が現れる．さらに，遮断衝撃波がマッハステムの3重点で反射した衝撃波の直後に3角形で囲まれる密度の極大値をもつ領域が生じる．(2)噴流の中心軸に垂直な断面において，マッハステムの上流にひし型形状の等密度線，下流には十字型形状の等密度線が現れる．これらの形状の輪郭はノズル圧力比の増加とともに鮮明になる．また，対称断面と対角断面において，マッハステムは，ノズル圧力比の増加に伴い下流に移動し長くなる．対称断面においては，マッハステムの中心部は下流に移動するにしたがって下流に凸となる形状になる．対角断面においては，観察されるマッハステムの形状は圧力比に関係なくほぼ流れに垂直である．

使用干涉仪，我们对处于欠膨胀状态的矩形微射流进行了实验。目前得到的结果如下：(1)对称截面射流边界从喷嘴出口向下游方向逐渐向外扩展，但第一激波单元下游的射流边界呈现出复杂的形状。另一方面，斜截面中的射流边界在喷嘴出口之后首先稍微加宽，然后在射流中心轴方向上收缩，并在紧接第一激波单元之后变得与流动方向平行。此外，在马赫干和截止激波之间的第一个激波单元内部出现梯形低密度区域。此外，在冲击波被马赫杆的三相点反射后，立即出现由三角形包围的密度最大的区域。 (2)在垂直于射流中心轴的截面中，马赫杆上游出现菱形等重线，下游出现十字形等重线。随着喷嘴压力比的增加，这些形状的轮廓变得更加清晰。此外，在对称和对角截面中，马赫杆向下游移动并随着喷嘴压力比的增加而变长。在对称横截面中，当马赫杆向下游移动时，其中心会向下游凸出。在对角线截面中，无论压力比如何，观察到的马赫杆形状几乎垂直于流动。

项目成果

Quantitative Flow Visualization of Slightly Underexpanded Microjets by Mach-Zehnder Interferometers

通过马赫-曾德干涉仪对稍微欠膨胀的微射流进行定量流动可视化

• DOI: 10.1007/s10494-020-00211-4
• 发表时间: 2021
• 期刊: Flow Turbulence Combustion
• 作者: Sugawara;S.;Nakao;S.;Miyazato;Yojiro Ishino & Kenji Miki
• 通讯作者: Yojiro Ishino & Kenji Miki

矩形ノズルからの不足膨張マイクロジェットの構造に関する研究

矩形喷嘴欠膨胀微射流结构研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Goto Fumitoshi;Itano Tomoaki;Sugihara-Seki Masako;Adachi Takahiro;オティック・クリントジョン，米村 茂;坂梨達哉，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎
• 通讯作者: 坂梨達哉，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎

Experimental Study of Axisymmetric Supersonic Microjets by TGI

TGI轴对称超音速微射流实验研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Tenta Tashiro;Shinichiro Nakao;Yoshiaki Miyazato;and Yojiro Ishino
• 通讯作者: and Yojiro Ishino

超音速マイクロジェットの構造に関する研究

超音速微射流结构研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomoaki Itano;Fumitoshi Goto;Kazuki Yoshikawa;Masako Sugihara-Seki;福永諒汰，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎
• 通讯作者: 福永諒汰，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎

軸対称ラバルノズルからの不足膨張マイクロジェットの構造に関する研究

轴对称拉瓦尔喷嘴欠膨胀微射流结构研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Matsuda Yu;Kawanami Osamu;Orimo Riki;Uete Keigo;Watanabe Atsufumi;Egami Yasuhiro;Yamaguchi Hiroki;Niimi Tomohide;田代 典大，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎
• 通讯作者: 田代 典大，仲尾晋一郎，宮里義昭，石野洋二郎