2001 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
13450072
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
新美 智秀 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70164522)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 敏彦 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50293650)
藤田 秀臣 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10023136)
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Keywords | ミクロスケール / 超希薄流 / 共鳴多光子イオン化法(REMPI) / 面一分子干渉 / 自由分子流 / ファントム粒子モデル / 非平衡現象 / 温度計測 |
Research Abstract |
今年度までにREMPIを用いた超希薄気体流計測システムを、現有のYAGレーザー励起の色素レーザーを中心とした光学系および2次電子増倍管とボックスカー積分器からなるイオン検出系により構成した。また、色素レーザーの2倍波出力にオートトラッキング装置を組み込むことで、広い波長範囲にわたって一定出力を維持することが可能となり、同時に広範囲のREMPIスペクトルの検出を可能とした。このシステムを真空中へ噴出する窒素の超音速自由分子流の流れ場に適用し、温度非平衡現象を調査した。その結果、並進と回転温度が異なるモード間非平衡現象や回転温度の凍結現象を明らかにするとともに、貯気室圧力が非常に低密度の場合には、回転エネルギー分布がボルツマン分布とならず、回転エネルギーの低い領域と高い領域でボルツマン分布から逸脱するモード内非平衡現象を明らかにした。また、モンテカルロ直接(DSMC)法に離散的な回転エネルギーや選択率などの量子効果を組み込んだ新しいモデルを提案し、窒素の超音速自由分子流に適用することでモード間およびモード内非平衡現象のシミュレーションを可能にした。 現在、超音速自由分子流内で生起する非平衡現象をさらに詳細に解明すべく、計測点の移動装置の作成や差動排気により広範囲な貯気室圧力の設定を可能にするなどのREMPI計測システムの改良を行った。これにより非平衡エネルギー分布の計測および平衡状態から非平衡状態への遷移を明らかにする計画である。さらに、これらの結果とDSMC法によるシミュレーション結果を相補的に解析することで、超希薄非平衡気体流中の非平衡現象の解明を目指している。また超高真空を維持できる差動排気真空チャンバーを利用した面一分子干渉実験装置が稼動状態となり、これを利用した固体表面近傍における気体分子挙動の解明も計画している。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] 新美 智秀: "REMPIによる超希薄気体流の温度非平衡解析"宇宙航行の力学シンポジウム(平成12年度),宇宙科学研究所. 101-104 (2001)
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[Publications] 新美 智秀: "A Study on REMPI as a Measurement Technique for Highly Rarefied Gas Flows"JSME International Journal, B. 44-3. 388-394 (2001)
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[Publications] 新美 智秀: "Visualization of Impinging Supersonic Free Jet on a Tilt Plate by LIF and PSP"Journal of Visualization. 4-2. 151-158 (2001)
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[Publications] 新美 智秀: "Visualization of Interacting Supersonic Free Jets using NO-LIF"Proc. Of 6^<th> Asian Symposium on Visualization. 410-412 (2001)
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[Publications] 新美 智秀: "Application of REMPI to Highly Rarefied Gas Flows"19^<th> int. Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities. 256-261 (2001)
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[Publications] 新美 智秀: "分子センサーによる希薄気体流の複合計測"可視化情報. 21-83. 240-245 (2001)
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[Publications] 新美 智秀: "可視化情報ライブラリー3,光学的可視化法"朝倉書店. 178 (2001)