二段膜衝撃波管における中圧室接触面と膨脹波の干渉により生ずる屈折波の影響

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  • ニダン マク ショウゲキハカン ニ オケル チュウアツシツ セッショクメン ト ボウチョウハ ノ カンショウ ニ ヨリ ショウズル クッセツハ ノ エイキョウ
  • Influence of the Refracted Waves Produced by the Interaction between the Middle Chamber Contact Surface and the Expansion Fan in the Double Diaphragm Shock Tube.

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抄録

二段膜衝撃波管において,中圧室にできる接触面は低圧室にはいりこみ,二段目の膜が破れた時にできる膨脹波と干渉する.この干渉の時に生ずる屈折波は低圧室にできる衝撃波および接触面と二重,三重の干渉を繰り返す.このような干渉による流れの乱れの模様が微小擾乱の仮定に基づいて解析的に求められる.乱れの尺度として,衝撃波速度の変動量の最大値が気体の比熱比,膨脹波および衝撃波の強さの函数として明瞭に与えられる.解析を容易にするため,高圧室に静止した接触面をもつ通常の衝撃波管がモデルとして取り扱かわれ,その結果が二段膜衝撃波管に適用される.微小擾乱の仮定は中圧室の接触面(または高圧室の静止接触面)の両側の気体の音速比が大よそ0.5～2.0なる時にだけ成り立つことがわかる.この範囲内での衝撃波速度の変動量の最大値の数値例において,その値は特性曲線法で得られた数値と大体一致することが示される.

In the double diaphragm shock tube, a contact surface produced in the middle chamber goes into the low pressure channel, and it interacts with an expansion fan produced at the burst of the second diaphragm. The refracted waves are produced by this interaction, and these waves repeatedly interact with the shock wave and the contact surface produced in the low pressure channel. Such a flow feature is analysed on the basis of the assumption of small disturbance. As a measure of the fluctuations of flow, the maximum value of the shock speed fluctuation is obtained in an explicit form as a function of the specific heat ratios of gases, the strength of the expansion wave and the shock waves. In order to simplify the analysis, the classical shock tube with a stationary contact surface in its high pressure chamber is treated as a model, and the consequent results are applied to the double diaphragm shock tube with area change at the second diaphragm. It is found that the assumption of small disturbance can be used only when the sound speed ratio across the middle chamber contact surface (or across the stationary contact surface) is about 0.5 to 2.0. It is shown in the numerical examples of the maximum value of the shock speed fluctuation in the above range, that the values approximately agree with some numerical values calculated by the characteristic method.

資料番号: SA4135012000

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