デトネーション波と衝撃波の干渉現象に関する研究

摘要

そこで，まず平面衝撃波とデトネーション波の干渉現象によるセル幅の変化を調査することを試みた．Ngら［9］は，C-Jデトネーション波と平面衝撃波との正面衝突現象について調査し，衝撃波後方の高温高圧気体中をデトネーション波が透過することによってより微細なセルが形成されることを実験的に示し，理論計算や数値計算との比較を行い，反応動力学モデルによりデトネーション波の反応領域，緩和期間等について議論している．Botrosら［10］は，デトネーション波と衝撃波の正面衝突によるすす膜及び流しシュリーレン実験結果と化学反応解析結果を比較し，衝突後のセルの遷移について議論している．このようにデトネーション波前方の気体の状態や流れが変化すればそれに伴ってセル構造も変化するので，気体の状態や流れの変化とセルサイズの関係及びセル構造の変化過程を明らかにすることは重要であると考えられる．しかしながら，C－Jデトネーションが衝撃波と正面衝突後どのようにしてセルがより細かいセルへ遷移するのか，セルサイズはどのように変化するのか，そして衝撃波後方の定常な状態に落ち着くのか，また火炎により生成される圧縮波が成長した衝撃波と干渉した場合にはセルがどのように変化するのかなど，議論されていない．また，このことはセル幅を測定することにより逆にその過程における状態変化を推定することも可能であることを意味している．本論文では，初めに管内を伝ぱする火炎によって形成される衝撃波にデトネーション波が干渉した場合のセル幅の変化を調べた結果を示し，次にデトネーション波が衝撃波と干渉する場合にセル幅が前方気体の状態によって，どのように変化するか検討した結果を示す．特に，衝撃波と干渉時の圧力履歴及びすす膜上のセルサイズを測定し，気体の圧力，温度及び流れの変化が，セル構造に及ぼす影響やセル構造の変化過程について検討することを目的とした．