0_2のPLIFによる希薄気体流の可視化と計測

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650147
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 新美 智秀 名古屋大学, 工学部, 助教授 (70164522)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 哲夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023028)
• Keywords: PLIF / 酸素 / 温度計測 / 二次元計測 / 可視化画像 / 高感度CCDカメラ / レーザシート / 希薄気体

Research Abstract

本年度までに,イメージインテンシファイア,紫外光用レンズをCCDカメラに組み合わせ,O_2から発せられる紫外けい光(LIUVF)の観測を可能にした.ArFエキシマレーザ(193nm)はO_2のSchumann-Runge吸収線(X→B)に対応し,このレーザ光により220〜400nmの範囲のけい光を発する.ただし,常温以下では,ArFエキシマーレーザ光をO_2が吸収しにくく非常に微弱なけい光強度しか得られない.そのため,けい光の光路中にN_2ガスを流し,大気中のO_2によるけい光の減衰を防ぐ等の工夫を行っている.また,真空槽内へレーザ光を導く際のレーザ光の減衰率等の調査も行った.現在までに,CCDカメラの露光時間を長くすることで,このけい光を捉えることを可能にした.また,超音速自由噴流の流れ場に本手法を適応し,可視化および温度計測を行った.その結果,可視化では,従来から得られているヨウを用いた手法ほど鮮明な画像が得られず,温度計測でも低温域において誤差の大きい結果となった.これらは,けい光が非常に微弱であることに起因しているもの考えられ,次年度も,けい光強度を増加させる検出系の改善を目指す予定である.
一方,ヨウ素を用いた希薄気体流の温度計測については,その計測精度を向上させるための吸収線の選択方法を提案し,(0,43)バンドを用いた際の最適な吸収線を明らかにした.さらに,超音速自由噴流が干渉した流れ場構造の解明にもけい光を利用した可視化技術を導入し,その有効性を確認した.

Research Products

• [Publications] 新美 智秀: "PLIF法による対向する超音速自由噴流の衝撃波構造の解析" 衝撃波シンポジウム講演会論文集. 617-622 (1992)
• [Publications] TOMOHIDE NIIMI: "'Temperature Imaging of Rarefied Gas Flow using PLIF"" Seminar on Optical Method and Data Processing in Heat and Fluid Flov.I Mech E. 201-204 (1992)
• [Publications] 藤本 哲夫: "CARSによる温度・数密度計測(プラズマジェットへの応用)" 日本機械学会論文集. B58-549. 1459-1466 (1992)
• [Publications] 藤本 哲夫: "CARSによる希薄気体流の温度計測" 流体工学研究. 27-1. 11-18 (1992)
• [Publications] 新美 智秀: "PLIFによる希薄気体流の温度計測(吸収線の選択方法に関する考察)" 日本機械学会論文集. B58-555. 3275-3279 (1992)
• [Publications] 藤本 哲夫: "低圧力化におけるCARSシミュレーション" 日本機械学会論文集. B59-557. 270-275 (1992)
• [Publications] 新美 智秀: "PLIFによる希薄気体流の可視化と計測" 名古屋レーザ・ニュース(中部レーザ応用技術研究会). 8. 2-4 (1992)