日本流体力学会誌「ながれ」

巻頭写真

杉山雄規, 湯川諭, 菊池誠, 中山章宏, 西成活祐, 柴田章博, 只木進一

2003 年 22 巻 2 号 p. 89-90
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.89

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交通流

特集の企画にあたって

菱田学, 河原源太

2003 年 22 巻 2 号 p. 93-94
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.93

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交通流の物理

杉山雄規

2003 年 22 巻 2 号 p. 95-108
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/08/16

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.95

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交通渋滞と粉体の渋滞

小松輝久

2003 年 22 巻 2 号 p. 109-116
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.109

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交通流における圧縮性流体力学

佐宗章弘

2003 年 22 巻 2 号 p. 117-122
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.117

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高速道路における自動車交通流の隘路現象

尾崎晴男

2003 年 22 巻 2 号 p. 123-129
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.123

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超音速キャビティ流の振動機構に関する実験的研究

浅井智広, 西岡通男

2003 年 22 巻 2 号 p. 131-145
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.131

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筆者らは, 超音速キャビティ流の振動機構に関する研究を続けている.これまでに, キャビティ後縁における圧縮波の発生過程, そのキャビティ内伝播過程, キャビティ前縁部における受容過程について考察を進めてきた.前報では, L/D (キャビティ長さLと深さDの比) の影響を考慮に入れ, キャビティ振動のフィードバックループの共鳴条件を式で表現して, 振動周波数予測式を導出した.そして, 境界層が乱流の場合の実験と比較し, 予測式の妥当性を確認した.本研究では, 層流境界層の場合を扱い, 主流マッハ数M_∞=1.85, 2.5のキャビティ流でL/Dを種々に変えて実験を行い, 熱線で振動周波数を測定し, 予測式の妥当性を確認している.また, 微小振幅振動流 (L/D=1.5) を対象とする熱線計測から, 勇断層の不安定性による撹乱の増幅率を評価し, 線形安定性理論による計算の結果と比較・検討している.そして, 通例の混合層の場合と比較すると, 勇断層の不安定波の増幅周波数帯がキャビティ流において顕著に増大すること, それがキャビティ内に生じる定在渦 (キャビティ渦) によること等を示し, さらに, キャビティ渦がキャビティ振動モードに及ぼす影響について考察している.

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超音速キャビティ流の振動機構に関する理論的研究

浅井智広, 西岡通男

2003 年 22 巻 2 号 p. 147-156
発行日: 2003/04/25
公開日: 2011/03/07

DOIhttps://doi.org/10.11426/nagare1982.22.147

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筆者らは, スクラムジェットの超音速混合・燃焼促進技術に応用することを目指して, 超音速キャビティ振動流に注目し, その自励振動サイクルのフィードバックループの要素過程として重要な圧縮波の発生過程, そのキャビティ内伝播過程, 前縁での受容過程などの従来から未解明であったプロセスを明らかにしてきた。そして, 2次元キャビティ (矩形断面 : 深さD, 流れ方向長さL) を対象に, フィードバックループの共鳴条件の表式から振動周波数の予測式を導出した.本論文では, これまでに明らかにされた流れのモデルと線形安定性理論に基づき, 超音速キャビティ振動の機構を理論的に調べている.後縁における圧縮波の発生については, 筆者らが数値計算の結果から見出した “勇断層の波打ち変位が正で最大となる位相で音源の圧力変動が正で最大” という “同位相” 条件を採用した.前縁での渦度撹乱の生成については, V字形の圧縮波によりパルス的になされることを考慮して, 鏡像音源を用いてV字形圧縮波の生成を表現し, さらに, 受容領域を前縁近傍に限定した.このキャビティ振動モデルに基づく理論解析の結果を実験と比較し, 振動周波数に及ぼすL/Dの影響について実験を十分に説明することを確認するとともに, キャビティ渦の影響を考慮に入れた解析により振動周波数の予測精度が向上することを示した.またこの解析の結果と前述の予測式がよく一致することも確認された.このように, 予測式に象徴されるキャビティ流の振動機構の骨格が理論的に検証されたといえる.

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