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10kW 級Φ75mm 大口径 ICP 加熱器の気流特性に関する研究 The
第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム論文集 17 N: ⣭ȍPP ཱྀᚄ ,&3 ຍ⇕ჾࡢẼὶ≉ᛶ㛵ࡍࡿ◊✲ ᐑ㇂⪽㸦ᮾி࣭㝔㸧㸪ᒣ⏣ᙪ㸦-$;$,6$6㸧㸪Ᏻ㒊㝯ኈ㸦-$;$,6$6㸧 7KH&KDUDFWHULVWLFVRI3ODVPD)ORZ3URGXFHGE\N:DQGĭ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ijPPJODVVWXEH,QWKLVSDSHUWKHRSHUDWLQJUDQJHRI,&3KHDWHUDQGWKHUHVXOWRIKHDWIOX[ GLVWULEXWLRQDQGG\QDPLFSUHVVXUHRIDLUSODVPDIORZDUH LQWURGXFHG,WLVFRQILUPHGWKDWWKHSODVPDIORZSURGXFHGE\WKLV,&3KHDWHULV 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第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム論文集 Υ࠾ࡅࡿ ศ㛫ࡢὶ㔞ࢆ⾲ࡋ㸪✵Ẽ 6/0 ࡣ JVHF ┦ᙜࡍࡿ㸬 ⾲ ᇶ‽᮲௳ ࢞ࢫὶ㔞6/0 ᢞධ㟁ຊ ࢳࣕࣥࣂ࣮ᅽຊ $ % & ྜィ N: N3D 㸱㸬㸯㸬࢞ࢫὶ㔞≉ᛶ 㥑ື࢞ࢫὶ㊰ࡣ㸪ࢺ࣮ࢳ୰ኸ㒊ࢆ㍈᪉ྥὶࢀࡿ $ ࢞ࢫ㸪 ࢺ࣮ࢳ࿘㎶㒊ࢆ㍈᪉ྥὶࢀࡿ % ࢞ࢫ㸪ࢺ࣮ࢳ࿘㎶㒊ࢆࡽ ࡏࢇ≧ὶࢀࡿ & ࢞ࢫࡢ ࡘࡢὶ㊰ࡽ࡞ࡿ㸬,&3 ຍ⇕ჾ ࡛⏕ᡂࡋࡓࣉࣛࢬ࣐ࡣ୰ᚰ㒊ศࡀప 㸪እ⦕㒊ࡀ㧗 ࡢ㍈ ᑐ⛠ࣉࣛࢬ࣐࡞ࡿࡓࡵ㸪ࡇࡢࡼ࠺Ẽὶࢆࢫ࣮࣡ࣝࡉࡏ ࡿࡇ࡛㸪ࢸࢫࢺࢭࢡࢩ࡛ࣙࣥ ᗘศᕸࡀ೫ࡿࡇࢆ㜵࠸ ࡛࠸ࡿ㸬ࡇࡇ࡛ࡣ㸪 ࡘࡢὶ㊰ࡢෆ㸪 ࡘࡢὶ㊰ࡢࡳࢆ⾲ ࡢᇶ‽᮲௳ࡽቑῶࡉࡏ࡚㸪✵Ẽࣉࣛࢬ࣐ࡀᏳᐃࡋ࡚⏕ᡂ ྍ⬟࡞᮲௳ࢆㄪᰝࡋࡓ㸬 ヨ㦂⤖ᯝࡣ⾲ ࡢ㏻ࡾ࡛࠶ࡿ㸬% ࢞ࢫ & ࢞ࢫࢆ 6/0 ᅛᐃࡋࡓሙྜ㸪$ ࢞ࢫࡀ 6/0 ࢆୖᅇࡿ㸪✵Ẽࣉࣛࢬ ࣐ࡣ᫂⁛ࡋጞࡵ㸪ࡉࡽὶ㔞ࢆቑࡸࡍᾘኻࡋ࡚ࡋࡲ࠺㸬 ୍᪉࡛㸪$ ࢞ࢫࢆ 6/0 タᐃࡋ࡚ࡶࣉࣛࢬ࣐ࡣᏳᐃࡋ࡚ ⏕ᡂ࡛ࡁࡿ㸬ࡲࡓ㸪$ ࢞ࢫࢆ 6/0 ᅛᐃࡋ㸪% ࢞ࢫࡲࡓ ࡣ & ࢞ࢫࢆ 6/0 ᮍ‶タᐃࡋࡓሙྜ࡛ࡶࣉࣛࢬ࣐ࡀ᫂ ⁛ࡋጞࡵ㸪ࡉࡽῶᑡࡉࡏࡿᾘኻࡍࡿ㸬ᮏ⨨࡛ࡣ▼ⱥ ࢞ࣛࢫᕳ࠸ࡓࢥࣝࡽ࢞ࢫ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆᢞධࡍࡿࡇ ࡞ࡿࡀ㸪ࡇࡢ㸪⾲⓶ຠᯝࡢࡓࡵ☢⏺ࡣࢺ࣮ࢳࡢ୰ ᚰ⾜ࡃࡘࢀ࡚ᣦᩘ㛵ᩘⓗῶᑡࡍࡿ㸬ࡋࡓࡀࡗ࡚㸪୰ ኸ㒊ࢆὶࢀ࡚࠸ࡿ $ ࢞ࢫࢆቑࡸࡍࡇࡣ㸪㧗࿘Ἴࡼࡿ࢚ ࢿࣝࢠ࣮ࢆ࢞ࢫࡀ྾ࡋࡃ࠸᪉ྥാࡏ࡚࠸ࡿ㸬࿘㎶ 㒊ࢆὶࢀ࡚࠸ࡿ % ࢞ࢫ & ࢞ࢫࢆῶࡽࡍࡇࡶྠᵝ࡛࠶ࡿ㸬 $ ࢞ࢫࡢὶ㔞ୖ㝈ࡀ࠶ࡾ㸪% ࢞ࢫ & ࢞ࢫࡢὶ㔞ୗ㝈 ࡀ࠶ࡿࡢࡣ㸪ୖグࡢ⌮⏤ࡼࡿࡶࡢ⪃࠼ࡽࢀࡿ㸬 ࡞࠾㸪% ࢞ࢫ & ࢞ࢫࡢୖ㝈6/0ࡣ⏝ࡋ࡚࠸ࡿࢥ ࣇࣟࢵࢡᰴࡢ࣐ࢫࣇ࣮࣓࣮ࣟࢱ࣮ࡢ᭱ᐃ᱁ὶ㔞࡛࠶ࡾ㸪 ࡇࢀࢆୖᅇࡿ✵Ẽࣉࣛࢬ࣐ࡀᏳᐃ࡞ࡿヂ࡛ࡣ࡞࠸㸬 ⾲࢞ࢫὶ㔞ࡢไᚚ⠊ᅖ ὶ㊰ ᭱ᑠὶ㔞 $ ࢞ࢫ 6/0 % ࢞ࢫ 6/0 JVHF 6/0 JVHF & ࢞ࢫ ᭱ὶ㔞 6/0 JVHF 6/0 ௨ୖ JVHF ௨ୖ 6/0 ௨ୖ JVHF ௨ୖ 㸱㸬㸰㸬ᢞධ㟁ຊ≉ᛶ ᢞධ㟁ຊࡣ N: 㟁※ࢆ ྎ⏝ࡋ㸪᭱ N: ࡲ࡛ฟຊ ࡍࡿࡇࡀ࡛ࡁࡿ㸬ᢞධ㟁ຊࡣẼὶࡢ⇕ὶ᮰ࡁࡃᙳ㡪 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20 宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-14-010 3D ࢳࣕࣥࣂ࣮ᅽຊẚ࡚㠀ᖖᑠࡉ࠸㸬ࡉࡽ㸪༙ ᚄ᪉ྥࡢືᅽศᕸࡽẼὶࡣ㍈ᑐ⛠࡛࠶ࡾ㸪ࢥࣇ࣮ࣟ┤ ᚄࡣ⣙ PP ࡛࠶ࡿ㸬 ⾲ືᅽィ ࡢヨ㦂᮲௳ ࢞ࢫὶ㔞 ᢞධ㟁ຊ ┿✵ࢳࣕࣥࣂ࣮ᅽຊ 6/0 N: N3D $%& 6/0 N: N3D $%& 6/0 N: N3D $%& ͤෆࡣ ࡘࡢὶ㊰ὶࢀ࡚࠸ࡿ࢞ࢫ㔞6/0 ᅗ Ẽὶ༙ᚄ᪉ྥࡢືᅽศᕸ ࡼࡗ࡚㸪⇕ὶ᮰್ࢆᚓࡿࡇࡀ࡛ࡁࡿ㸬࡞࠾㸪࿘㎶㒊ࡣ Ỉ෭ࡉࢀ࡚࠸ࡿ㸬 ⾲ ⇕ὶ᮰ࢭࣥࢧᵝ ཎ⌮ ࣮࢞ࢻࣥᆺ 〇㐀 0('7+(50 ♫ *7: ᆺᘧ :FP ᭱⇕ὶ᮰್ ࢭࣥࢧ┤ᚄ LQFKPP ᙧ≧ ࢭࣥࢧ㧗ࡉ LQFKPP N:PP9 ឤᗘಀᩘ ⇕ὶ᮰ࢭࣥࢧࡣ㸪ᅗ ♧ࡍࡼ࠺㸪㧗ࡉ PP ┤ᚄ PP ࡢ࣑ࣝ〇ᰕୖ㠃ᇙࡵ㎸ࢇ࡛࠸ࡿ㸬ࡇࡢ࣑ࣝ ᰕࡢୗࡽ㖡⟶ࢆ㏻ࡌ࡚㸪෭༷Ỉࢆࢭࣥࢧὶࡋ࡚࠸ࡿ㸬 ࣉࣛࢬ࣐Ẽὶࡢ⇕ὶ᮰ࢆィ ࡍࡿ㝿ࡣ㸪ࡉࡽ᩿⇕ᮦࢆᕳ ࡁࡘࡅ㸪┤ᚄ⣙ PP ࡢ≧ែ࡛⏝ࡋ࡚࠸ࡿ㸬 ᅗ ⇕ὶ᮰ࢭࣥࢧࡢࢭࢵࢺࢵࣉ 㸳㸬㸰㸬⇕ὶ᮰ศᕸ ືᅽィ ྠᵝ㸪ᅗ ࡢ࢜ࣜࣇࢫࡽࢭࣥࢧࡲ࡛ ࡢ㊥㞳ࢆ㖄┤᪉ྥࡢᇶ‽ࡋ㸪Ỉᖹ᪉ྥࡣ࢜ࣜࣇࢫࡢ୰ ᚰ㍈ࢺࣛࣂ࣮ࢫ⨨ࡢ⛣ືᖹ㠃ࡢⅬࢆཎⅬࡋࡓ㸬 ࢭࣥࢧࡢ⨨ࡣẼὶືᅽィ ྠᵝ࡛࠶ࡿ㸬ࡲࡓ㸪Ẽὶ ᮲௳ࡣ⾲ ♧ࡋࡓ㏻ࡾ࡛࠶ࡿ㸬 ᅗ Ẽὶ༙ᚄ᪉ྥࡢ⇕ὶ᮰ศᕸࢆ♧ࡍ㸬⇕ὶ᮰ศᕸ ࡽ✵Ẽࣉࣛࢬ࣐ࡢࢥࡣ┤ᚄ⣙ PP ࡛࠶ࡿࡇࡀࢃࡿ㸬 ࡲࡓ㸪ࣉࣛࢬ࣐ࢺ࣮ࢳࡽ㞳ࢀ࡚ࡶẼὶࡣ༙ᚄ᪉ྥᣑᩓ ࡋ࡚࠾ࡽࡎ㸪㍈᪉ྥᑐࡋ࡚ࡲࡗࡍࡄ࡞ὶࢀ࡛࠶ࡿ㸬 ḟ㸪ᅗ Ẽὶ㍈᪉ྥࡢ⇕ὶ᮰ศᕸࢆ♧ࡍ㸬Ẽὶࡢ⇕ ὶ᮰ࡣ࢜ࣜࣇࢫࡽࡢ㊥㞳ᛂࡌ࡚పୗࡋ࡚࠸ࡿ㸬 ᅗ Ẽὶ୰ᚰ᪉ྥࡢືᅽศᕸ 㸳㸬⇕ὶ᮰ィ Ẽὶືᅽ⥆࠸࡚㸪⪏⇕ホ౯ヨ㦂࡛᭱ࡶ㔜せ࡞せ⣲࡛࠶ ࡿ㸪✵Ẽࣉࣛࢬ࣐ࡢ⇕ὶ᮰ࢆィ ࡋࡓ㸬 㸳㸬㸯㸬ࢭࣥࢧࡢᵝ ⏝ࡋࡓ⇕ὶ᮰ィࡢᵝࢆ⾲ ♧ࡍ㸬0HGWKHUP ♫〇ࡢ ࣮࢞ࢻࣥࢤ࣮ࢪࡣࢭࣥࢧ୰ኸ࿘㎶㒊ࡢ ᗘᕪẚࡋࡓ ㉳㟁ຊࢆⓎ⏕ࡍࡿ㸬ࡇࡢฟຊ㟁ᅽឤᗘಀᩘࢆࡌࡿࡇ This document is provided by JAXA. 第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム論文集 21 ࡋࡓࡀࡗ࡚㸪✵Ẽࣉࣛࢬ࣐ࡢ⇕ὶ᮰ࢆไᚚࡍࡿሙྜࡣ㸪 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