超高速磁気共鳴映像法によるMHDプラズマの実時間流速分布測定

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08780439
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 沖中 憲之 北海道大学, 工学部, 助手 (20250483)
• Keywords: MHDプラズマ / MRI / EPI / 流速分布測定 / リアルタイム / 最大エントロピー法

Research Abstract

超高速磁気共鳴映像法(echo planar法)の匂配磁場印加パルス系列の改良による高速化,最大エントロピー法を用いることによる高精度化を行い,MHDプラズマ乱流の流速分布測定,さらには測定の実時間解析化について,数値的シミュレーション及び,流速分布実時間表示システムの試作によって検討した。その結果
1)echo planar法を初めてMHDプラズマに適用し,衝撃駆動MHDプラズマ発生装置を用いて,MHDプラズマ乱流の流速分布測定の予備的実験を行い,MHDプラズマに対しての,echo planar法適用の可能性を示した。
2)匂配磁場の印加パルス系列を改良し,echo planar法による測定時間を従来の十分の一程度にまで短縮した。
3)フーリエ変換の手法として少ないサンプル数のデータからでも変換が容易な最大エントロピー法を用いて,プラズマ乱流の流速分布測定の高精度化を図り,中性流体を測定するシステムにおいて測定可能な流速値よりも1桁大きい流速変動値を計測可能とした。
4)流速分布実時間表システムの試作し,MHDプラズマの実時間計測の可能性を示した。
すなわち,中性流体の超高速磁気共鳴映像法(echo planar法)による流速測定は,巨勢等(1990)によって報告されているが,MHDプラズマに限らず,プラズマの分野での磁気共鳴映像法の適用例は,現在のところ本研究のみである。また,中性流体の同方法による流速測定は,対象が1m/sec以下の流速の場合に限られるとされているが,本研究で提案した匂配磁場印加時の実証では,平均流速が数100m/sec,流速変動が数10m/secの場合における流速分布計測を可能とした。
さらに,本研究で提案した超高速MHDプラズマ乱流速度分布測定システムは,研究者や産業界に対し,リアルタイムの速度分布測定・解析装置として,MHD発電用のみならず,高温ガスを利用する分野に対し,高温ガスモニタリング用装置の一つとして有用な手段を提供したと確信する。