コンドリュール形成メカニズムの理論的解明:衝撃波加熱シナリオ

球粒形成机制的理论阐明：冲击波加热场景

基本信息

批准号：
03J00320
负责人：
三浦均
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は,前年度から開発を進めていた,融解ダストの力学的挙動を調べるための三次元数値流体計算コードを完成させ,実際の衝撃波中(希薄な高速ガス流中)における液滴の挙動解析を行なった.行なった解析は,大きく以下の3つのテーマに分類される:(1)液滴がガス動圧にさらされている場合,(2)液滴が回転している場合(ガス動庄は無視),(3)回転している液滴がガス動圧にさらされている場合.(1)に関しては,液滴の変形が小さいと近似した場合の解が知られていた.しかし,よりガス動圧が大きくなった場合に生じると予測される大変形や液滴の分裂といった非線形的な現象に関する解析に対しては,我々の計算コードが有力である.我々の数値計算により,液滴が大きく変形したあと定常形状に落ち着くことや,液滴が大きなガス動圧によって小さな飛沫に分裂する様子が再現された.(2)に関しては,回転する液滴の形状において,我々の数値計算の結果が解析解とよく一致することを確認した.また,液滴が高速回転によって不安定化し,その形状が円盤型からラグビーボール型へと変形した結果,最終的により小さな複数の液滴に分裂することが分かった.(3)のように,ふたつの効果を同時に考慮した場合のコンドリュールの形状に関する研究は,今回我々が開発した計算コードによって初めて可能となった.数値計算の結果,液滴は回転速度に応じて様々な形状(円盤型,ラグビーボール型,三軸不等の楕円体)をとることが示された.また,その形状変化は,実際に測定されたコンドリュールの形状の傾向をよく再現した.これは,衝撃波加熱モデルが,ダストを適切に融解できるのみならず,その形状の多様性をも説明できる可能性を示している.以上の結果は博士論文としてまとめた.今後,この結果を論文雑誌に投稿し,研究成果を世界的に公表する予定である.

本财年，我们完成了自上一年以来一直在开发的用于研究熔融粉尘力学行为的三维数值流体计算代码，并完成了用于研究熔融粉尘力学行为的三维数值流体计算代码的开发。进行了熔融粉尘的机械行为。进行了分析。大致可以分为以下三个主题：（1）当液滴暴露于气体动态压力时，（2）当液滴旋转时（忽略气体动态压力），（3）当液滴暴露于气体动态压力时压力；) 当旋转的液滴暴露于气体动态压力时。(1)对此，当液滴变形小时，近似解是已知的，但是，当气体动压变大时，预计会发生大变形和液滴破碎等非线性问题，我们的计算是已知的。该代码是有前途的。我们的数值计算再现了大变形后液滴沉降成稳定的形状，以及由于大的气体动态压力而导致的液滴破碎成小液滴的情况。我们证实，我们的数值计算结果与解析解非常吻合。而且，随着液滴由于高速旋转而变得不稳定，其形状从圆盘形状变为橄榄球形状，最终变得更加我们发现：球粒分裂成多个小液滴。如（3）所示，使用我们开发的计算代码，首次可以研究同时考虑两种效应时的球粒形状。数值计算，液滴的旋转速度为结果表明，根据球粒的形状，球粒会呈现出各种形状（圆盘形、橄榄球形、三轴不等椭球体）。形状的变化也紧密地再现了实际测量的球粒形状的趋势。因为冲击波加热模型是这表明不仅能够适当地融化灰尘，而且还解释了其形状的多样性。以上结果已在博士论文中进行了总结。将来，我们将把这些结果提交给期刊并发表研究成果结果计划在全球范围内公布。