2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of microscale multicomponent concentration measurement device by a laser light absorption spectrometric method and clarification of non-equilibrium chemical reaction process
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15K13868
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
酒井 康彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20162274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 貴 名城大学, 理工学部, 准教授 (20372534)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 光ファイバ / 吸光光度法 / 濃度計測 / 化学反応 / 乱流 / 界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は微小スケールの濃度変動を測定する多成分変動濃度計の開発とそれを用いて非平衡反応過程を解明することである．平成27年度に製作した対向型光ファイバ用保冶具は光ファイバの位置が時間的にわずかに変化するという問題が発生することが本年度明らかとなった．そのため，光ファイバの固定位置の時間的な変化が起きないように，新しい形状の対向型光ファイバ用保冶具の設計・製作を行った．これにより光ファイバの位置がずれる問題は解決した．軸対称乱流噴流中での無反応染料の濃度を対向型光ファイバプローブで計測し，スペクトルや確率密度関数等の統計量の調査を行った．光ファイバプローブの空間分解能が従来の光ファイバプローブよりも大幅に小さいため，濃度変動スペクトルの高波数領域においても精度の高い計測を行うことができた．その結果，これまでに野外観測でしか確認されていなかった濃度変動スペクトルの高波数領域に見られる波数の-1乗に比例する波数領域が確認でき，理論的予測の妥当性を確かめることができた．また，本プローブを波長の異なる2台のレーザーダイオードと分光器に接続することにより，多成分変動濃度計を完成させた．
本研究では，上述の対向型光ファイバプローブを用いて，化学反応を伴う二次元乱流噴流中で反応性物質の多成分変動濃度の同時計測を行う予定であったが，上述の対向型光ファイバ用保冶具の設計・製作に多くの時間を費やしたため，二次元乱流中での計測を行うことはできなかった．このため，これは今後の課題として残されている．
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