任意形状粒子の大きさ,飛翔姿勢および速度の非接触同時測定法の開発研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555073
• Section: 試験
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 前田 昌信 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90051466)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菱田 公一 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (40156592)
• Keywords: レーザ計測 / 非接触測定 / 速度計測 / 形状測定 / 非球形粒子 / LDV / PDA

Research Abstract

レーザ光を用いて飛翔中の非球形粒子の等価直径、形状、飛翔姿勢および速度を非接触同時測定する測定システムを考案し,実流動場での粒子挙動の実験的解析に供する測定器の開発ならびにその評価を目的として,本年度は,開発した機器を利用して実流動場中での種々の粒子を測定し,特に球形粒子との比較を中心に、粒子径に対する測定精度,その形状がもたらす粒子挙動への影響を統計的に記述する手法について研究を行った.
昨年度までに開発された,投影法ドップラー流速計を適用する場として,せん断流中の非球形粒子の拡散について実験を行い,その統計的な拡散量を球形粒子との比較をした.受光素子の高速化のため,アバランシュフォトダイオードとファイバアレイの組合せたシステムを構築し,信号処理プログラムの最適化を行った事によって,より高速の流れ場に適用可能となった.流れ場には同軸の自由噴流を用い,噴流に添加された粒子の流れに垂直な成分の変位と粒子の数密度を測定することによって,拡散量の定量化した.それらの結果より,粒子の速度,粒径とそれらの相関値が得られ,粒子の形状はせん断乱流中での拡散量に無視できない影響があることが確認できた.また,噴流出口以前の管内流中での粒子-壁面衝突の状況が流動を支配していることが明らかになった.これより,本計測システムの適応範囲を明確にすることができ,今後の実用化の見通しがついた.

Research Products

• [Publications] 鈴木一隆,森北博己,菱田公一,前田昌信: "軸対称噴流中の非球形粒子の拡散" 混相流シンポジウム'96講演論文集. 125-128 (1996)
• [Publications] M.Maeda,H.Morikita,I.Parassus,A.Taylor,J.H.Whitelaw: "Shadow Doppler Velocimetry for Simultaneous Size and Velocity Measurements of Irregular Particles in Contined Reacting Flows" Part.Part.System Characterization. (未定). (1997)