流路内の圧縮性乱流境界層と衝撃波の干渉現象の解明

流道中可压缩湍流边界层与激波干涉现象的阐明

• 批准号: 05650154
• 负责人: 杉山 弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650154/
• 关键词: 圧縮性流れ; 超音速流; 衝撃波; 境界層; 衝撃波と境界層の干渉; 擬似衝撃波

正方形断面を有する直管路内の圧縮性乱流境界層と多数の衝撃波の干渉の結果生ずる,いわゆる擬似衝撃波の内部構造の解明を,カラーシュリーレン法と二重露光レーザホログラフィ干渉計法による可視化,二次元レーザドップラ流速計(LDV)による境界層内の速度分布測定,および圧力変動測定(FFTアナライザを使用)により行った.本研究成果をまとめると次のようになる.(1)カラーシュリーレン写真より,壁面圧縮性乱流境界層とλ形先頭衝撃波,わん曲第2衝撃波,第3衝撃波がいかに干渉するかを明らかにした.また,擬似衝撃波のホログラフィ干渉計写真より,擬似衝撃波の各位置で,密度は上昇,その後減少する,すなわち各衝撃波背後で,気流は膨張(post-shock expansion)することを明らかにした.(2)擬似衝撃波直前から擬似衝撃波終了位置までの広い範囲にわたって流れ方向の流速分布をLDVにより詳細に測定した.その結果,次の諸点が明かとなった.境界層内の流速は先頭衝撃波前枝の影響を受け減少する.境界層は先頭衝撃波による圧力上昇の影響を受け急激に厚くなる.先頭衝撃波直後の位置では,中心部の流速は先頭衝撃波の垂直部分の影響を受け減速する,最大流速は境界層の外縁近くに現れる.擬似衝撃波終了点近くでは,流速分布形状は放物線形状になり,最大流速は流路中心部に現れる.(3)擬似衝撃波内の圧力変動測定を行った.その結果,擬似衝撃波の振動と圧力変動の関連が明かとなった.(4)圧縮性乱流境界層と衝撃波の干渉現象の本質部分を示す圧縮性境界層の乱流特性(変動速度,乱れエネルギ,レイノルズ応力など)に関する基礎データを国内で初めて取得した.

可见的是正方形横截面的直管中的压缩湍流边界层和许多冲击波的干扰，以及SO被称为的伪冲击波的内部结构，可见，通过颜色shree镜头方法和双重暴露激光全息图可视化干扰，可视化是通过边界层内的速度分布测量，具有两个维度的激光DOPPLA流量计（LDV）和压力波动测量值（使用FFT分析仪）波浪歌曲2震动波，第三个冲击波如何干扰，揭示了密度增加，然后减小，即在每个冲击波后面，气流膨胀（后震荡后膨胀）通过LDV详细测量了速度分布。在第一个冲击波后立即在位置上的冲击波，中心的流速度受到领先冲击波的垂直部分的影响，最大流速出现在边界层的外边缘附近分配形状成为抛物线的形状，最大流速出现在流动路线的中心（3）伪冲击波中的压力波动测量。伪冲击波被揭示（4）压缩随机边界层的第一个基本数据，冲击波的干扰现象表明压缩边界层的本质（波动速度，扰动能量，雷诺压力等）在日本首次在日本收购。

项目成果

宇野直嗣: "超音速二平行流れの乱流混合と垂直噴射による混合促進" 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集. NO.930-49. 324-326 (1993)

Naotsugu Uno：“超音速双平行流的湍流混合和通过垂直注射促进混合”日本机械工程师学会流体工程学会No.930-49（1993）。

新井隆景: "衝撃波を伴う圧縮性乱流境界層のLDV測定" 日本流体力学会 26回乱流シンポジウム. (発表予定). (1994)

Takakage Arai：“用冲击波测量可压缩湍流边界层”，日本流体力学学会第 26 届湍流研讨会（计划发表）（1994 年）。

新井隆景: "Estimate of Turbulent Mixing of Supersonic Parallel Free Streams by LDV Measurements" AIAA Paper 93-5019,AIAA/DGLR 5th Int.Aerospace Planes and Hypersonic Tech.Conference. (1993)

Takakage Arai：“通过 LDV 测量估计超音速平行自由流的湍流混合”AIAA 论文 93-5019，AIAA/DGLR 第五届国际航空航天飞机和高超音速技术会议（1993 年）。

杉山弘: "流路内の圧縮性乱流境界層と多数の衝撃波の干渉" 日本機械学会講演論文集. NO.930-63 Vol.C. 262-264 (1993)

Hiroshi Sugiyama：“流动通道中的可压缩湍流边界层与多重冲击波之间的干涉”日本机械工程师学会会议记录 NO.930-63 Vol.C。