著者

水書 稔治 ハラルド クライネ 片山 雅英 高山 和喜

出版者

社団法人 可視化情報学会

雑誌

可視化情報学会論文集

巻号頁・発行日

vol.22, no.10, pp.79-86, 2002

被引用文献数

2

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本論文は,実験室内で発生可能な微小爆発を利用した大規模爆発のアナログ実験手法開発に向けた基礎研究として,微小爆薬で発生させた衝撃波の初期伝播様態を可視化計測と数値解析を用いて検討し,球状衝撃波が得られるまでの伝播様態を詳細に明らかにした. 微小爆発は,アジ化銀ペレット(AgN₃,直径1.5 mm,長さ1.5 mm,質量10 mg)のレーザ起爆で発生させた. 可視化手法は,方向指標型カラーシュリーレン法(Direction-Indicating Color Schlieren method: DICS)である. DICSは,従来型のカラーシュリーレン法と異なり,可視化面の密度こう配ベクトルを色分布として表現する特長を持つ. 起爆方法に関しては,光ファイバ経由でレーザ光を微小爆薬に伝達する方法と空中で直接照射する方法により計4種類の起爆様式を検討した. これらにより発生初期(起爆後180 μs)の衝撃波をそれぞれ計測した. その結果,ペレットから発生する爆発生成気体噴流が,衝撃波形状に強く影響を与えていることを確認した. そこで,噴流発生の支配要因としてペレット形状と起爆点に着目し,実験と数値解析で考察した. 実験は,10 mgペレットを砕いて作成した質量 500 μgの不定形アジ化銀微小片をレーザ起爆し,超高速フレームカメラを用いた連続撮影法で発生した衝撃波の伝播様態の可視化計測を行った. その結果,不定形アジ化銀の起爆では,噴流が衝撃波に影響を与えないことを確認した. 次に,起爆点の影響を衝撃解析コード(AUTODYN-2D)で評価した結果,衝撃波形状及び反応生成気体噴流形状など,可視化計測での観測結果とよく一致する結果を得た. さらに,衝撃波が受けた影響(形状の歪み等)は,伝播するにつれ小さくなり,中心から距離約120 mm 以遠では,完全な球状衝撃波を形成することを確認した.

著者

横尾 亮彦 市原 美恵 谷口 宏充 高山 和喜

出版者

特定非営利活動法人日本火山学会

雑誌

日本火山学会講演予稿集

巻号頁・発行日

vol.2002, no.2, 2002-10-22

著者

高山 和喜 佐宗 章弘 姜 宗林 SISLIAN Jean

出版者

東北大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

1998

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衝撃波の応用研究のハイライトは、衝撃圧縮を用いて通常の方法では不可能な高温を発生して、宇宙船の地球大気圏再突入を模擬できる状態をを発生することである。このとき生じる一万度を超える高温は宇宙船まわりにできる衝撃波背後の状態に相当し、空気中の酸素、窒素分子は解離し、解離してできた原子の一部は電離しこれを実在気体効果という。極超音速流れの実験的研究では、実在気体効果を再現して大気圏再突入の空気力学を実証することである。本研究は、トロント大学から移設した断面100mm×180mm衝撃波管の高圧部を化学量論比の酸水素混合気を満たし、その中で微小爆薬レーザー起爆してデトネーション波を発生して高温高圧気体を生成して入射衝撃波マッハ数20を達成して、ホログラフィー干渉計を用いて極超音速流れを定量的に観測する。得た結果を要約すれば:(1)無隔膜方式のデトネーション駆動衝撃波管を設計した。化学反応なしの状態で、無隔膜方式が非常によい衝撃波の再現性を示すことを明らかにした。また、数値解析的に、デトネーション波の衝突で急速開口弁が開口し衝撃波を駆動することを明らかにした。(2)微小爆薬のレーザー起爆でデトネーション波を発生する機構、DDTを実験的に検証した。また、デトネーション波の初生に及ぼす微小粒子の介在の効果を明らかにした。(3)二重露光有限干渉縞ホログラフィー干渉計法を用いた計測法を確立した。有限干渉縞をフーリエ縞解析して密度分布を定量的に計測するシステムを開発した。(4)研究の成果を、国際研究集会、第23回国際高速写真シンポジウム、第22回国際衝撃波シンポジウムで発表し、良い評価を得た。

著者

佐藤 学 伊藤 勝宏 小野寺 収 高山 和喜 辻田 誠

出版者

一般社団法人日本機械学会

雑誌

日本機械学會論文集. B編 (ISSN:03875016)

巻号頁・発行日

vol.55, no.509, pp.95-100, 1989-01-25

被引用文献数

1

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A new concept of a super charger for diesel engines is proposed and its performance is examined by TVD numerical simulation. The structure of the super charger has a simple duct-valve system which allows the feeding of compressed inlet air to the engine cylinder by an exhaust-gas driven chock wave. The two-dimensional unsteady flow of this duct-valve system was simulated by TVD numerical scheme applied to the Euler equations. It was found that the present supercharger has a performance which is preferable to low engine speed. The complicated wave interactions are simulated in detail.

著者

楊 基明 目黒 俊勝 小野寺 収 高山 和喜

出版者

一般社団法人日本機械学会

雑誌

日本機械学会論文集. B編 (ISSN:03875016)

巻号頁・発行日

vol.61, no.591, pp.4031-4038, 1995-11-25

参考文献数

9

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In the previous paper, the design and performance of a diaphragmless shock tube which could generate, with a higher degree of repeatability, weak shock waves up to shock Mach number of 1.2 were reported. In the present paper, an experimental improvement of the facility, by which the pressure difference between the driver chamber and the driven channel can be increased to about 4 times higher than the previous system, was achieved so that the attainable shock Mach number was extended to M_s=1.6 at the initial atmospheric pressure. Higher shock Mach number up to 3 can also be readily obtained by decreasing the pressure in the driven channel. A numerical simulation and a theoretical analysis were perfomed in order to clarify the characteristics of this diaphragmess shock tube. Although the numerical simulation revealed that the flow near the rubber membrane is very complicated, however, with the help of simplified one-dimensional model, in which the varying cross-section is taken into account, shock Mach numbers achievable in this shock tube were well predicted as a function of the pressure ratio between the high-pressure chamber and low-pressure channel. Good agreement was obtained between the experimental results and theoretical prediction.

著者

高山 和喜 斎藤 務 木下 利博 藤井 直之 山岡 耕春 谷口 宏充

出版者

特定非営利活動法人日本火山学会

雑誌

日本火山学会講演予稿集

巻号頁・発行日

vol.1992, no.2, 1992-11-09

著者

桑原 正明 飯沼 一浩 大川 俊之 伊勢 秀雄 景山 鎮一 高山 和喜 OHKAWA Toshiyuki HOSOYA Fumio 細谷 文夫

出版者

東北大学

雑誌

試験研究

巻号頁・発行日

1986

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微小爆発を水中衝撃波のエネルギー源とした体外衝撃波結石破砕システム(mESWL)を開発し, 222名の上部尿路結石症患者(229治療症例)に試験治療を行い, 96%の症例に治療効果を認めた. 合併症としては発熱と結石排出に伴うせん痛が20%の内外の患者に見られた. この他には菌血症1例, 消化管出血1例, 腎被膜下血腫2例が見られた. 後者の4症例は, 1例の腎被膜下血腫の1例に経皮的なドレナージを施行した他は保存的に治療した. これらの合併症の発生頻度はこれまで実用化されている体外衝撃波結石破砕機におけるものとほぼ同様であった. 従って, mESWLはこれまでのESWL機と同様に臨床的な治療機として応用できることが示された.mESWLは現時点では一応, 完成されたシステムであると考えているが, 欠点がないわけではない. 例えば私たちはmESWLの治療方式として衝撃波のエネルギー効率を重視し, 患者を水槽内に入れて治療をおこなう方式(water-tub)を採用した. また, 私たちは爆薬の単純性とその強力さに注目して, 衝撃波発生のエネルギー源に専ら爆薬を用いてきた. しかし, 爆薬を使用する限り, 爆発に伴う騒音の発生や爆薬を取り扱うことの煩わしさが避けられない. 騒音についてはDornier機(HM-1)と同じレベルであることが確かめられ, この点についての問題は少ないが, 経済的な見地からみると爆薬そのもののコストも無視することはできない. こしたことから, 将来的にはtub-less方式の検討やピエゾ素子など他のエネルギーを用いることについても検討を進めたいと考えている.mESWLの総合評価は治療効果, 操作性, 経済性などを含めた他の体外衝撃波結石破砕機との比較を待たなければならないが, 国産の体外衝撃波結石破砕機を独自の方式で開発することができた意義は大きいとかんがえられる.

著者

冨永 悌二 井小萩 利明 高山 和喜 牧志 渉 松浦 祐司

出版者

東北大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2006

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衝撃波損傷ラットモデルでは10-15MPa以上で照射側に脳内出血・壊死が認められた。その周囲では脳梁を介して反対側におよぶ広範囲で色素漏出とmatrix metalloproteinase発現増加が認められ、血管透過性亢進を示唆する所見と考えられた。対側には神経細胞の紡錘化を認め、頭蓋模擬モデル実験から頭蓋骨に反射した反射波とキャビテーションの発生が部位特有の損傷に関与するものと考えられた。グリオーマ細胞株への照射により種々の薬剤のうち、ブレオマイシンのみが照射回数依存的に細胞増殖能抑制効果を示した。