１． 沿革と概要
3.6 衝撃波研究センター
（研究目的）
衝撃波研究センターは衝撃波現象を利用した「高エンタルピー流研究部」、複雑な媒体中を伝播す る衝撃波の挙動を解明して医学など様々な学際分野への応用に結びつける「衝撃波システム応用研 究部」、衝撃波現象に関わる短時間の三次元現象の診断計測法を研究する「短時間流体計測研究部」
より構成され、この三研究部を密接に連携させて大型プロジェクト研究を指向している。さらに、
既存の工学､理学､医学を衝撃波現象という切り口から見直し、新しい研究分野の確立を目指してい る。
（研究課題）
(1) 複雑媒体および凝縮媒体中の三次元的な衝撃波の挙動に関する研究 (2) 強い衝撃波の発生法と衝撃波計測に関する研究
(3) 衝撃波の数値模擬およびコンピュータ援用による先端的画像処理に関する研究 (4) 衝撃波類似現象に関する研究
（構成員）
教授 1 名（高山 和喜）
助教授 3 名（佐宗 章弘、齋藤 務、E. Timofeev）
助手 2 名（孫 明宇、S. H. R. Hosseini）
技官 2 名（小島 英則、小川 俊宏）
客員教授 1 名（B.Gelfand）
（研究の概要と成果）
(1) 複雑媒体および凝縮媒体中の三次元的な衝撃波の挙動に関する研究
衝撃波の様々な医療応用を提案し、実用化に努力している。過去に非観血的衝撃波結石破砕術を 衝撃波研究センター独自の方法で実用化したが、その際、生体への損傷の主な原因が、衝撃波と生 体中に生じる小さな気泡の干渉であることをつきとめた。現在、衝撃波と生体損傷の関係を詳しく 調べる研究を行っている。
(2) 強い衝撃波の発生法と衝撃波計測に関する研究
飛翔体の高速打ち出し、および極超音速流れの発生を目指して、二段式軽ガス銃や、大型衝撃波 管の改良、また、ＲＡＭ加速器やイクスパンション管の開発を行っている。これらの装置は、スペ ースバンパーの性能試験や、小惑星サンプルリターン計画の推進等に利用されている。
(3) 衝撃波の数値模擬およびコンピュータ援用による先端的画像処理に関する研究
構造格子、非構造格子を用いた衝撃波捕獲法による数値計算コードを各種開発し、衝撃波研究セ ンターで得られた実験データを用いて検証を行っている。これらの計算コードは衝撃波現象の基礎 研究ばかりでなく、火山噴火の災害分布予測図の作成などにも応用されている。
(4) 衝撃波類似現象
浅水方程式を基礎とした津波の伝播の研究を行っている。津波が海岸線に到達するとき、伝播方 向によっては、衝撃波が楔で反射するのと同じように予想を上回る波高になることがある。このこ とは北海道奥尻島で観測されているが、数値計算による定量的な研究を行っている。
（主要論文リスト）
Sasoh, A.
Impact of Unsteady Disturbance on Multi-Lane Traffic Flow
Journal of the Physical Society of Japan, Vol.71, (2002), pp.989 -996 .
Sasoh, A. and Ohara T.
Shock Wave Relation Containing Lane Change Source Term for Two-Lane Traffic Flow Journal of the Physical Society of Japan, Vol.71, (2002), pp.2075 -2083 .
Zonglin, J., Matsuoka, K., Sasoh, A. and Takayama, K.
NUMERICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF WAVE DYNAMIC PROCESSES IN HIGH-SPEED TRAIN/TUNNELS
Acta Mechanica Sinica, Vol.18, (2002), pp.209 -226 .
Otsu, H., Abe, T., Ohnishi, Y., Sasoh, A. and Takayama, K.
Numerical Investigation of High-Enthalpy Flows Generated by Expansion Tube AIAA Journal, Vol.40, (2002), pp.2423 -2430 .
玉井 弘二,荒谷 愼一,小島 英則,高山 和喜 2.0mm 厚風冷強化ガラスに関する実験
Journal of the Ceramic Society of Japan， 第 110 巻， 4 号 (2002)， 299 -303 頁 ．
Igra, D. and Takayama, K.
A high resolution upwind scheme for multi-component flows ,
International Journal of Numerical Methods in Fluids, Vol.38, (2002), pp.985 -1007 .
Hirano,T., Komatsu,M., Uenohara, H., Takahashi, A. Takayama, K., and Yoshimoto, T.
A Novel Method of Drug Delivery for Fibrinolysis with Ho:YAG Laser-Induced Liquid Jet T Lasers med. Sci. , Vol.17, (2002), pp.165 -172 .
Nakagawa, A., Hirano, T., Komatsu, M., Sato, M., Uenohara, H., Ohyama, H., Kusaka, Y., Shirane, R., Takayama, K. and Yoshimoto, T.
Holmium:YAG Laser-Induced Liquid Jet Knife: Possible Novel Method for Dissection Lasers in Surgery and Medicine, Vol.31, (2002), pp.129 -136 .
Jagadeesh G., Nagashetty K., Reddy KPJ, Sun M. and Takayama K.
Studies on the effects of test gas on the flow field around large angle blunt cone flying at hypersonic Mach number
Trans. Japan Soc. Aero. Space Sci. , Vol.45, No.149 (2002), pp.189 -194 .
水書稔治, H.Kleine, 高山和喜
アジ化銀ペレット起爆に用するパルス Nd:YAG レーザのしきい値に関する研究 火薬学会誌， 第 63 巻， 2 号 (2002)， 58 -63 頁 ．
Zonglin, J., Matsuoka, K., Sasoh, A., Takayama K.
NUMERICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF WAVE DYNAMIC PROCESSES IN HIGH-SPEED TRAIN/TUNNELS
Acta Mechanica Sinica, Vol.18, No.3 (2002), pp.209 -226 .
水書 稔治, ハラルド クライネ, 片山 雅英, 高山 和喜
アジ化銀ペレットのレーザ起爆で発生する衝撃波の初期形状 可視化情報学会論文集， 第 22 巻， 10 号 (2002)， 79 -86 頁 ．
Sasoh, A., Urabe, N. and Kim, S.
Impulse enhancement by in-tube operation in laser propulsion
High-Power Laser Ablation IV, Taos, NM, USA, High-Power Laser Ablation IV, Taos, NM, USA, SPIE 4760, Vol.108, (2002) .
Mizuno, H., Sawada, K. and Sasoh, A.
Numerical Analysis of Carbon Dioxide Flowfield in Expansion-Tube
8th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, St.Louis, MO, USA,
Otsu, H., Sasoh, A., Fujita, K. and Abe, T.
Assessment of the Thermochemical Model for a Super-orbital Reentry Flow 8th
AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, St.Louis, MO, USA, AIAA 2002, Vol.3310, (2002) .
Sasoh, A., Urabe, N. and Kim, S.
Laser-Driven In-Tube Accelerator Operation Using Monoatomic Gases
33rd Plasmadynamics and Lasers Conference, Maui, Hawaii, AIAA 2002, Vol.2201, (2002) .
Hamate, Y., Sasoh, A. and Takayama, K.
Open-base Projectile Performance in Ram Accelerator
40th Aerospace Science Meeting & Exhibit, Reno, NV, USA, AIAA 2002, Vol.1016, (2002) .
Mizuno, H., Sawada, K. and Sasoh, A.
Numerical Study of Non-Ideal Diaphragm Rupture in Expansion Tube AIAA 2002, Vol.0650, (2002) .
Matsuyama, S., Shimogonya, Y., Ohnishi, N., Sawada, K. and Sasoh, A.
Numerical Simulation of Galileo Probe Entry Flowfield with Radiation
8th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, St.Louis, USA, AIAA 2002, Vol.2994, (2002) .
Urabe, N., Kim, S., Sasoh, A. and Jeung, I. S.
Vartical Launch Performance of Laser-Driven In-Tube Accelerator
First International Symposium on Beamed Energy Propulsion, Huntsville, USA, (2002) .
Kim, S., Urabe, N., Torikai, H., Sasoh, A. and Jeung, I. S.
In-Tube Laser Propulsion Configurations
First International Symposium on Beamed Energy Propulsion, Huntsville, USA, (2002) .
Hosseini, S. H. R. and Takayama, K.
Experimental study of shock wave reflection from the axis of symmetry and its interaction with ring vortex,
Proc. 23rd Int. Symp. Space Tech. and Science, Japan, (2002), pp.2002-e-20 .
Sasoh, A., Kikuchi, M.
High-Speed Neutral-Gas Flow Experiments Using Expansion Tube
23rd International Symposium on Space Technology and Science, Matsue, Japan, Vol.ISTS 2002-e-41, (2002) .
Hosseini, S.H.R. and Takayama, K.
Holographic interferometric visualization of converging spherical shock waves induced by micro explosives
Proc. 10th International Symposium on Flow Visualization, Kyoto, Japan, (2002) .
高山和喜
レーザーアブレージョンを用いる遺伝子導入装置の開発 日本エムイー学会誌， 第 16 巻， 2 号 (2002)， 37 -45 頁 ．
Skews, W., Menon, N., Bredin, M. and Timofeev, E.
An experiment on imploding shock waves ,
Shock Waves Journal, Vol.11, (2002), pp.323 -326 . Sokolov, I., Timofeev, E., Sakai, J. and Takayama, K.
Artificial Wind - a new framework to construct simple and efficient upwind shock-capturing schemes
Journal of Computational Physics, Vol.181, (2002), pp.354 -393 .
Saito, T.
Numerical Analysis of Dusty-Gas Flows
Journal of Computational Physics, (2002), pp.129 -144 .
Hassan,T., Saito, T. , Timofeev, E., Takahashi, Takayama, K. and Yoshimoto, T.
Numerical Simulations of Blood Flow in Cerebral Vessels with Aneurysmes
Proc. of the Fifth JSME-KSME Fluids Engineering Conference, (2002), pp.OS2-2-5 .