1998 Fiscal Year Annual Research Report
高温流体診断のための半導体レーザー吸収分光システムの開発
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10555334
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小紫 公也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90242825)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森野 美樹 宇宙開発事業団, 主任研究員
荒川 義博 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50134490)
藤原 俊隆 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023225)
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| Keywords | Absorption Spectroscopy / High-Enthalpy Flows / Diode laser |
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| Research Abstract |
21世紀の宇宙往還機実現に向けて,日本でも各方面からの研究開発か進められている.特にロケットエンジンプルームや,往還機の大気圏再突入時の空力加熱の研究においては,流れの熱化学的非平衡性に起因する現象の複雑さから,その取扱が非常に難しい.このような高マッハ数・高エンタルピーな流れ場の測定には,温度の高さ,衝撃波の発生,持続時間の短さなどの理由により,適切な診断方法が無いのが現状である.
そこで本研究では,システムが小型で,小回りが効き、高速計測(kHzオーダー)が可能で、経費が安価な(レーザー誘起蛍光法分光システムの数十分の1)半導体レーザー吸収分光の原理と画像処理法(Computer Tomography Method)を応用し、高温流体の温度,密度,速度分布を瞬時に計測できる診断方法の開発を試みている。
本年度はアルゴンを作動流体として計測を行い、温度、流速、密度の2次元分布を得た。その成果は、Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences,Applied Optices等の学術雑誌に掲載・掲載予定である。
また来年度の高温空気の測定に向け、400nm(窒素分子),777nm(酸素原子),816nm(窒素原子)の発振波長の半導体レーザーシステムを構築している最中である。さらにこれらの測定システムを利用して、空気流の解離度の測定や、原子状酸素の速度測定、CFDのバリデーション等の幅広い分野に応用を試みる予定である。
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[Publications] Komurasaki,K.,Fujiwara,T.et al.: "Application of Diode Laser Absorption Method to the Entheley Mesurement of Arc-Heatac" Transactions of Japan Society for Acronautical and Space Science. 41・133. 125-131 (1998)
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[Publications] Komurasaki,K.,Fujiwara,T.et al.: "Diagnastics of Argon Arcjct Plume using a Diode Laser" Applied Optics. (掲載決定). (1999)
