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J-GLOBAL ID：201702237036051651   整理番号：17A0628625

平板前縁に拡張した衝撃誘発境界層分離の流れの可視化

Flow visualization for shock-induced boundary-layer separation extended to the flat-plate-leading edge

著者 (3件)： TAO Yuan (National Univ. Defense Technol., Changsha, CHN) ,  LIU Weidong (National Univ. Defense Technol., Changsha, CHN) ,  FAN Xiaoqiang (National Univ. Defense Technol., Changsha, CHN)
資料名： Journal of Visualization  (Journal of Visualization)
巻： 20  号： 2  ページ： 231-235  発行年： 2017年05月 
JST資料番号： W2287A  ISSN： 1343-8875  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 短報  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： スクラムジェットエンジンの重要な構成要素として,超音速吸入口は気流を捕捉して圧縮するのに重要な役割を果たすため,吸入口の不安定を防ぐ方法はスクラムジェットの効率にとって非常に重要である。超音速吸気口が過大定格モードで動作すると,前縁によって生成された波がリップ境界層と相互作用し,リップ先端にかなりの再循環領域が生じる。粘性流れ,分離,衝撃反射などの様々な基本的な物理的症状を含むこの特殊な波形は,超音速吸気を始動させない。この現象は実際には衝撃波/堺界層相互作用現象(SWBLI)の一種である。近年,SWBLIの物理的メカニズムの研究では,衝撃/境界層の相互作用を予測するために,大規模渦流シミュレーション(LES),直接数値シミュレーション(DNS),ハイブリッド大渦/レイノルズ平均Navier-Stokes(LES/RANS)が適用されて,遍在的な流動分離現象に対する認識を深め,分離構造の理解を広めた。しかし,給気部の始動機構をほとんど説明出来ていない。Taoら(2016)は,シュリーレン法を用いて,平板前縁まで伸びた衝撃誘起境界層分離を説明した。しかし,シュリーレン写真は時間的および空間的統合による流れ場を単に反映しているという事実を考慮すると,特殊な相互作用現象を,従来の流れの可視化方法では完全に調べることができていなかった。そこで,ナノトレーサー平面レーザー散乱(NPLS)技術を使用して,平板前縁まで広がった衝撃誘発境界層分離の相互作用場の微細構造を観察するために,一連の実験が行なった。結論として,相互作用過程の間に,分離領域で起こる遷移を伴う乱流再付着に続く層流分離現象を実験的に確認した。くさび角を変更することによって,2つの典型的な波形構成が記録された。1つは全体的な正反射を含み,もう1つは全体的なマッハ反射を含む。さらに,分離構造の微細構造を初めて実験的に明らかにした。

シソーラス用語： 平板 ,  *前縁 ,  衝撃 ,  誘導 ,  *境界層 ,  分離 ,  流動 ,  *可視化 ,  スクラムジェット ,  音速 ,  空気取入口 ,  気流 ,  状態 ,  乱流境界層 ,  シュリーレン写真
準シソーラス用語： スクラムジェットエンジン ,  空気吸入口 ,  再循環領域 ,  超音速 ,  不安定

分類 (2件)： 層流,乱流,境界層  (BC02030C) ,  流体の実験・試験・測定方法及び装置  (BC01020K)

引用文献 (13件)：

• Adams N (2000) Direct simulation of the turbulent boundary layer along a compression ramp at M = 3 and Reθ = 1685. J Fluid Mech 420:47-83. doi:10.1017/S0022112000001257
• Chen Z, Yi SH, Tian LF, He L, Zhu YZ (2013) Flow visualization of supersonic laminar flow over a backward-facing step via NPLS. Shock Waves 23(4):299-306. doi:10.1007/s00193-012-0378-7
• Dupont P, Haddad C, Debieve JF (2006) Space and time organization in a shock-induced separated boundary layer. J Fluid Mech 559:255-277. doi:10.1017/S0022112006000267
• Edwards JR, Choi J-I, Boles JA (2008) Large eddy/Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation of a Mach-5 compression corner interaction. AIAA J 46(4):977-991. doi:10.2514/1.32240
• Fan X, Tao Y (2015) Investigation of flow control for the hypersonic inlets via counter flow. Int J Aerosp Eng 2015:956317. doi:10.1155/2015/956317

タイトルに関連する用語 (7件)： 平板 ,  前縁 ,  拡張 ,  衝撃 ,  誘発 ,  境界層 ,  流れの可視化