極低温高圧条件下における多成分流体の混合拡散燃焼機構の解明
【研究キーワード】
ロケット / 航空宇宙工学 / 流体工学 / 熱工学 / 水素 / 超臨界流体 / 航空宇宙
【研究成果の概要】
高圧条件下での超臨界燃焼流体に対する熱力学的特性・流体力学的特性を明らかにするために,多成分流体解析及び実験を実施した.多成分流体解析については,エネルギー方程式と圧力発展方程式の両方を解くハイブリッド法を開発した.そして酸水素移流問題及び水素雰囲気中に噴出する酸素噴流に対して,数値的な不安定性を改善して解析することが可能となった.粗い計算格子では,エネルギー方程式では断熱混合,圧力発展方程式では等積混合の解に近いことが示された.実験については,極低温窒素噴流に対してバックライト法,PIV及びBOSを用い,断面内速度分布や噴流中心軸に対する非定常変動モードの定量的な計測が可能になった.
【研究の社会的意義】
ロケットエンジンやガスタービンエンジンの高圧な流動現象を明らかにするために数値解析及び実験を行った.数値解析では計算が安定にできるように改良し,実現象をより明確に把握することが可能になり,将来的にはより効率的なエンジンの設計に適用できることが期待される.また,数値解析単独では検証が不十分であることから,検証にも必要な定量的な実験データを取得することができた.そして新たな物理現象の存在を明らかにした.
【研究代表者】
【研究分担者】 |
寺本 進 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)