2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15206020
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
新美 智秀 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70164522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 英男 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70362275)
廣田 真史 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30208889)
山下 新太郎 岐阜大学, 工学部, 教授 (20023236)
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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-分子干渉 / 自由分子流 / ラングミュア・ブロジェット膜 / 非平衡現象 / 温度計測 |
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| 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構成し、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。現在、非平衡の程度を示す貯気室圧力(P_o)とノズル出口直径(D)の積(P_oD)をパラメータとして、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し、平衡状態から非平衡状態への遷移を明らかにする実験が進行中である。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も提案し、窒素の超音速自由分子流に適用することで、実験結果との比較を通して超希薄気体流中の非平衡現象を解明しつつある。
さらに、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-分子干渉実験装置が稼動状態となり、実験装置の真空特性を明らかにした。この装置を用いて、気体分子が固体表面と干渉した際のエネルギーおよび運動量交換に関する精緻データの取得に関連した実験が進行中である。
感圧塗料を用いた固体表面上の圧力計測では、発光分子にPd系ポルフィリンを採用することで、1Torr (133.3Pa)以下の低圧力域の計測を可能にした。現在、LB (Langmuir-Blodgett)法により感圧・感温色素の1分子膜を形成させ、顕微鏡を利用した発光分子からの発光を検出するためのシステムの構築が完成段階にある。
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[Publications] 森英男, 新美智秀, 丹羽健二, 秋山勇雄: "REMPIによる超音速自由分子流における回転温度非平衡現象の解析に関する研究"日本機械学会論文集(B編). 69, 679. 623-629 (2003)
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[Publications] 新美智秀, 森英男, 岡部和毅, 政井佑介, 谷口真潮: "クラスター型リニアエアロスパイクノズル噴流の可視化と構造解析"日本航空宇宙学会論文集. 52, 605(掲載予定). (2004)
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[Publications] Mori, H., Niimi, T., Yoshida, M., Kondo, M., Oshima, Y.: "Application of PSP to low density gas flows"Journal of Visualization. 7, 1. 55-62 (2004)
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[Publications] T.Niimi et al.(8 authors): "Application of Pressure-Sensitive Paints to Low Pressure Range"Journal of Thermophysics and Heat Transfer. (To be published). (2004)
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[Publications] Mori, H.et al.(6 authors): "Application of PSP in Low Pressure Regime"ICIASF 2003 Record (20^<th> International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities), IEEE.. 357-362 (2003)
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[Publications] 森英男, 新美智秀, 近藤誠, 大島佑介, 平光円: "感圧塗料による低密度気体流と干渉する固体表面の二次元的圧力計測"可視化情報. Vol.23, Suppl.1. 153-156 (2003)
