可視化情報学会論文集

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本研究では，マッハ10で飛行するスペースプレーン周りの流れ場を，従来のシュリーレン法に代表される気流の側方からの2次元的な観測だけではなく，これまで実験的に明らかにされることがなかった任意の断面における衝撃波形状を3次元的に可視化・観測し，より安全で信頼性の高い飛翔体の設計に向けて重要となる流れ場のデータ取得を行うことを目的とする．この研究では迎角0°および10°の2飛行形態を対象とし，各流れ場は模型の全長を代表長さとしたレイノルズ数より層流と見なす．なお，エンジン部は簡単のため中実とする．これら本研究条件下より，以下のようなことがわかった．迎角10°で飛行するような場合，エンジン部後方の流れ場は模型先端から発生した衝撃波とエンジン部で反射した衝撃波，さらにエンジン部から発生した衝撃波との干渉により極めて複雑な流れ場になる．これにより，衝撃波／衝撃波干渉の一例の様子が理解できる．さらにその衝撃波干渉は流れ場に比較的圧力の高い領域を発生させる．特に，この圧力値が高いほど，先に述べた衝撃波どうしの干渉の度合いは大きいと考えられる．

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3次元の可視化は流れの構造を理解するための重要な方法です．本研究では，低アスペクト比のテイラー・クエット流れにおいて，任意の複数受動粒子の動きを追跡することができる可視化システムの構築を目指す．対象とする2重円筒は有限長であり，内円筒が回転し，外円筒が静止している．上下端面は固定端面とする．用いる速度データは，流れが十分に発達し定常状態に落ち着いた時刻におけるデータを用いている．スタガード格子を用いて，3次元空間上で補間するアルゴリズムを開発し，粒子を追跡することに成功した．ユーザーは，追跡開始点，時間刻み幅等を可視化操作ウィンドウ上において変更することができる．流跡線の描画後やアニメーション中に，ユーザーはマウス操作をすることにより視点を変えることができる．

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