気体力学・圧縮性流れ
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Compressible Flow

気体力学・圧縮性流れシミュレーター

マッハ数・比熱比から等エントロピー流れ・垂直衝撃波・レイリー流・ファノー流の全パラメータをリアルタイム計算。ノズル設計・超音速風洞・ロケット推進に対応。

流れパラメータ
マッハ数 M 2.00
亜音速 M<1 / 超音速 M>1
比熱比 γ 1.40
空気=1.40 / He=1.67 / CO₂=1.30
よどみ点温度 T₀ 300 K
よどみ点圧力 p₀ 101.3 kPa
表示モード
マッハ数 vs 圧力・温度比
ノズル断面積比 A/A*

圧縮性流れ基本方程式

等エントロピー関係式:

$$\frac{T_0}{T} = 1 + \frac{\gamma-1}{2}M^2$$ $$\frac{p_0}{p} = \left(1 + \frac{\gamma-1}{2}M^2\right)^{\gamma/(\gamma-1)}$$ $$\frac{A}{A^*} = \frac{1}{M}\left[\frac{2}{\gamma+1}\left(1+\frac{\gamma-1}{2}M^2\right)\right]^{(\gamma+1)/(2(\gamma-1))}$$

垂直衝撃波(Rankine-Hugoniot):

$$M_2^2 = \frac{M_1^2(\gamma-1)+2}{2\gamma M_1^2 - (\gamma-1)}$$ $$\frac{p_2}{p_1} = \frac{2\gamma M_1^2-(\gamma-1)}{\gamma+1}$$
CFD連携: 上記の解析解はOpenFOAM・Fluent等のCFDソルバー結果の検証(V&V)に使用します。超音速ノズル・衝撃波管・航空機エンジン入口の解析では必ず解析解との比較を行います。ファノー流・レイリー流はRayleigh摩擦損失・燃焼加熱の1D概算に活用されます。

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