超臨界圧噴流における極低温を含む噴射温度と圧力の影響

寺島洋史; 越光男

文献

J-GLOBAL ID：201302219204295146 整理番号：13A1738411

超臨界圧噴流における極低温を含む噴射温度と圧力の影響

Effect of injection temperatures and pressures on supercritical jet characteristics

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資料名：
号： 12-010 ページ： 207-212 発行年： 2013年03月29日
JST資料番号： S0762C ISSN： 1349-113X 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

液体ロケットエンジンには超臨界圧の極低温酸化剤が噴射される。著者らは超臨界流体に局所人工粘性を適用し,高解像度手法を開発してきたが,数値安定性の問題が残っていた。本研究では,従来手法では困難であった100K以下の温度条件を含め,広範囲の噴射温度,圧力条件で解析し,超臨界噴流の特徴を明確にすることを目的とする。臨界点以下の低温(70-80K)の噴射を対象とした解析は少ない。数値解析は,通常の圧縮性流れの支配方程式で,全エネルギー保存式ではなく,圧力発展方程式とSRK状態方程式を用いる。4MPaおよび8MPaでの液体窒素の噴流について調査した結果,臨界圧近(4MPa)かつ,極低温(80K)のケースで,温度分布が特徴的になることを示し,その理由を定圧比熱分布との関係から説明した。本解析では,定圧比熱が非常に大きい126Kの低温噴流は,上流でやや特徴的な分布であるが,下流域では周囲流体と混合するため,他の条件との差異はあまり見られない。

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ロケットエンジン , 噴流

引用文献 (13件)：

V. Yang, M. Habiballah, J. Hulka, M. Popp, Liq- uid rocket thrust chambers: aspects of. modeling, analysis, and, design (Progress in Astronautics and Aeronautics, 200), American Institute of Aeronau- tics and Astronautics, Inc., 2004.
H. Terashima, S. Kawai, N. Yamanishi, High- resolution numerical method for supercritical flows with large density variations, AIAA journal 49 (12) (2011) 2658-2672.
H. Terashima, S. Kawai, N. Yamanishi, Investigations of trans/supercritical jet mixing using a high- resolution numerical method, in: AIAA paper 2011- 3957, 2011.
寺島洋史,河合宗司,越光男,コンパクト差分法を用いた圧縮性多成分流れの界面圧力/速度/温度平衡スキーム,ながれ31(2012)131-139.
H. Terashima, M. Koshi, Strategy for simulating supercritical cryogenic jets using a high-order central differencing schemes, in: Proceedings of the International Workshop on Future of CFD and Aerospace Sciences, 2012.

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